基于matlab的通信原理辅助实验系统设计毕设论文.doc

基于matlab的通信原理辅助实验系统设计毕设论文 1 引言 1.1 课题研究的目的及意义 随着现代通信技术发展的日新月异，通信原理课程变得愈来愈重要。 通信原理是通信工程专业、电子信息专业的一门重要的专业基础课程，它以各种通信系统的基本理论为研究对象。通信原理与实际应用联系密切，又具有很强的理论性和抽象性，需要应用概率论、随机过程、信号与系统、模拟与数字电路等多门课程知识为基础。给我们的学习造成了一定的困难。形成这种学习困难的原因是多方面的，其中最主要的是缺乏一个直观认识通信系统的感性基础[1~2]。 为了解决该问题，使抽象的理论知识具体化、形象化，我们引入了此课题。旨在通过以MATLAB语言进行的GUI编程，搭出一个简单的、直观的、容易操作的、可视化的人机交互界面。通过鼠标点击按钮，即可完成通信原理课程中一些基本的实验[3~4]。 本文的目的是研究基于MATLAB 的通信原理辅助实验系统的设计方法并对其进行实现。 1.2 选用MATLAB的原因 由于我们要做的只是一个通信原理辅助实验系统，并非是对通信系统深入地、精确地分析研究。此外，我们还需要搭出一个人机友好的界面，综合分析一下，我们决定采用MATLAB，用.m文件编程实现图形用户界面及界面内部的通信原理的相关计算[3]。 Visual Basic和Visual C++亦可进行图形用户界面的编程。但此课题我们选用MATLAB，因为MATLAB语法简单，贴近人的思维方式，图形表现丰富有效，并且MATLAB提供了各种数学、科学计算的相关函数，编程简洁美观，比Basic和C语言用起来要更方便一些。另外，MATLAB还提供了与Visual Basic和Visual C++相连接的接口，可以实现两种语言的混合编程[5]。 综合以上优点，所以选用MATLAB做通信原理辅助实验系统的设计。 1.3 MATLAB应用现状 MATLAB是一种用于概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现的科学计算软件，它将高性能的数值计算和可视化方法集成在一起，并提供了很多专业工具箱和大量的内置函数。自从90年代初在我国引入后，一直受到广大科研人员和技术工程师的喜爱，随着版本的不断更新和MathWorks公司在开发力度上的不断加大，MATLAB的功能日益强大，应用范围也越来越广阔，从最初的数值运算，二维图示，3D建模到数字信号处理，电子电力仿真，神经网络，航空航天，通信仿真，图像处理，控制工程等等几乎囊括了所有工程设计的方方面面。 MATLAB是从事众多工业、科研领域的必备工具。无论是在校学生，还是已经参加工作的工程技术人员和科研人员，都运用它来解决各种科学问题、工程问题。全球现有超过50万的企业用户和上千万的个人用户，他们广泛地分布在航空航天、金融财务、机械化工、电信、教育等各个行业。 1.4 本论文的主要研究工作 本文的研究工作主要包括以下几个方面： 第二章简要介绍了MATLAB的相关知识及GUI的相关介绍：MATLAB的发展历程、应用、优势和特点；GUI的定义、特点及其组成部分。 第三章主要介绍通信原理中的模拟调制系统，对调幅（AM）、单边带（SSB）和频率调制（FM）三种调制方式进行了详细介绍。 第四章主要介绍了通信原理中的二进制数字调制系统，对二进制振幅键控（2ASK），二进制频移键控（2FSK），二进制相移键控（2PSK）三种调制方式进行了详细介绍。 第五章主要介绍了图形用户界面设计，对句柄图形、界面菜单、用户控件的相关知识，一些常用的编程命令、语法格式进行了介绍。 第六章为设计成果，展示了设计的代码和搭出的界面。 2 MATLAB相关知识 2.1 MATLAB 2.1.1 MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域[6~7]。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的