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主题:通信原理 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-02-19

通信原理论文范文

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目录

  1. 一、引言
  2. 二、仿真实例
  3. 三、后续工作
  4. 四、结束语

《通信原理教学中虚拟仿真的应用》

本文是关于通信原理相关学年毕业论文范文与虚拟和通信原理教学和仿真相关论文怎么撰写.

摘 要:针对非通信专业学生学习通信原理的特点,提出利用MATLAB仿真来帮助学习教材中一些重点难点知识,可以增加学生的感性认识,达到事半功倍的效果,教学过程中的实践表明,获得了较好的教学效果.

关键词:通信原理;MATLAB仿真;非通信专业学生;调制和解调

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2019)03-0268-02

一、引言

《通信原理》是高等工科院校通信、信息类专业的一门重要专业基础课.在信息特色类高校本课程是被作为一门通识课的,即除了通信信息类相关专业外,其他专业也要求选修此课程.尽管针对非通信专业学生,课程内容及要求会做适当的削减和简化,但这些学生的前导课程学习常常会有缺失,因此在通信原理一些概念的数学推导、理解、分析与计算方面有很大的困难.

通常为了让学生能更好地理解通信信号调制和解调的基本原理,教学中会辅以静态的图例来解释说明,虽然有一定的帮助,但对非通信专业学生而言,掌握调制和解调过程中信号波形和频谱的变换还是困难的.因此在这里引入MATLAB仿真来辅助通信原理的教学,我们将本着“源码面前,了无秘密”的原则,采用MATLAB中直接编程的M文件来揭示调制和解调的基本原理.

二、仿真实例

在本节中,将以教材*绍的第一种调制方式,即常规双边带调制AM为例,分别通过直接编程的M文件给出基带信号是如何实现AM调制和解调的.即通过AM信号调制解调过程的一个完整MATLAB仿真呈现,使学生能掌握调制解调的基本要领.

1.AM信号的基本原理.如果基帶时域信号为m(t),载波信号为cosω t,叠加的直流偏量为A ,那么依据教材中的AM调制模型,可以得到调幅信号

若m(t)时是确知信号,它的频谱为M(ω),那么AM信号的频谱可以表示为

2.仿真演示实例.下面,就采用一个具体的编程实例来说明是如何实现AM信号的调制和解调的.

A.调制.给定一个基带信号m(t)为

并且有cosω t中的ω 等于2πf 等于500πrad,t 等于0.15s,暂不考虑直流偏量的影响,那么可以得到图1左侧所示的基带信号m(t)、载波信号cosω t和已调信号u(t)等于m(t)·cosω t的时域波形和右侧所示的m(t)和u(t)的频谱.由图1右侧可以很直观地看到已调信号的带宽是基带信号带宽的两倍.并且由于是采用直接编程M文件的方式,所以可以让学生自由选择基带信号来做各种尝试,形象地看到已调信号的波形和频谱所对应发生的变化,加深他们对于调制这一过程的理解.

B.解调.当m(t)完成调制并被传输到接收端后,需要有对应的解调方案来解出基带信号.对于AM信号常用的解调方式有两种,第一种是包络检波方式,即经过包络检波器来检测已调信号的包络.图2左侧就是已调信号经过包络检波器后得到的包络.图2右侧则就是依据获得的包络,将信号的直流分量去掉后,对信号幅度加权就可以得到解调输出信号.

第二种使用更广泛的解调方式是相干解调.即已接收到的u(t)首先要与本地提供的一个与cosω 同频同相的载波相乘,再经低通滤波后得到低频分量,就可恢复出原来的基带信号.具体过程如图3左侧最下图所示,与本地载波相乘后,可以得到一个低频分量M(f)和在±2f 附近的高频分量,当通过图3右侧中间的带宽为2倍m(t)带宽的理想低通滤波器时,高频信号被滤除,而正比于m(t)的低频分量被滤出.之后通过傅里叶反变化,可以得到如图4所示的恢复的原始基带信号.从图3、图4中看到当采用低通滤波后获得的解调输出信号的频谱是被限定在2倍基带信号带宽内的,而原始基带信号的频谱是在整个频域上的,所以最终的解调输出信号的波形与原始基带信号相比会有一些失真.

三、后续工作

由上述的仿真过程可以看到,整个AM信号的调制解调过程不再仅仅依靠固定的图例做解释,而是采用了可以灵活修改的代码语言来描述和演示,从而可以加深学生的参与感,能比较形象地把AM的过程解释清楚.后续在此基础上还可以做一些深入的工作,比如可以修改原始的基带信号,甚至可以让学生准备一段语音信号,来尝试采用AM后的语音质量的变化,从而激发学生的学习热情和动手能力,使其能更好地理解教材上的各个重要知识点.

四、结束语

对于非通信专业学生而言,学习通信原理普遍存在着一定困难,但通过引入MATLAB编程,把教学内容用仿真的形式展现出来,并且可以灵活配置各种参数,得到各种不同的仿真结果,极大地增强了教学的可视化和交互性.通过在通信原理的教学中引入虚拟仿真,增加了学生的主动性与参与感,从而能更好地掌握相关的知识点,最终达到比较好的教学效果.

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