内容发布更新时间 : 2024/11/15 4:24:58星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

MATLAB仿真在通信原理课程教学中的应用研究 摘要：通信原理课程概念抽象、理论性强、原理复杂，学生普遍反映难以理解和学习，针对这种情况，本文将基于MATLAB的计算机仿真技术引入到通信原理的教学中，并以实例详细介绍了仿真在教学中的应用。实践证明，这种教学方法能够增强学生对通信理论的理解，激发学习兴趣，获得了良好的教学效果。

关键词：通信原理；MATLAB；仿真

通信原理是高等院校通信工程、电子信息工程等专业开设的重要专业基础课程之一，主要讲述模拟通信系统和数字通信系统的基本原理、基本技术和系统性能的分析方法以及通信的新技术等内容。通信原理的前修课程较多，包括高等数学、概率论、电路理论、电子技术、信号与系统等，再加上课程本身涵盖内容多、概念抽象、原理复杂，仅依靠教师在课堂上的板书理论教学和简单的硬件验证实验，学生对概念难以理解，对知识的综合应用更难以掌握，因此学生普遍反映对这门课程的学习感到非常吃力。针对这种情况，本文将计算机仿真技术应用到通信原理的教学中，实践证明，该方法取得了良好的课堂教学效果。

1、计算机仿真应用于通信原理教学的优势

目前，国内很多高校已经将计算机仿真技术应用到教学中了，仿真已成为教学的重要手段之一。通信原理是是一门理论性较强，数学

公式和推论比较多的课程，如果老师在黑板上进行空洞、抽象的理论阐述和进行大篇幅的公式推导，势必使学生晦涩难懂、心生厌烦，从而失去学习兴趣。另外，大量的板书耗费课时过多，降低了课堂教学效率。

如果在课堂的教学中使用仿真软件，能够使抽象的理论形象化、具体化，能够使复杂枯燥的公式物理化，可以使学生对所讲内容有直观和具体的认识和感受，从而加深了对通信理论的理解。比如讲授通信系统中信号的调制解调，可以运用仿真软件对整个调制解调过程进行仿真，让学生看到调制前后的信号波形变化以及信号经过各种调制之后所呈现的波形变化，还可以很直观地看到信号参数的改变对实验现象的影响，同时也可以鼓励学生进行仿真实验设计，从而极大的调动了学生学习积极性并增强了对知识的记忆，提高了学习效率。教学时把所要讲解的内容通过仿真软件预先做好，然后在课堂上进行讲解、演示，从而节约了课时，加大了授课的信息量。

另外，对于资金匮乏的学校，计算机仿真在一定程度上还弥补了实验室缺少实验设备的不足。但计算机仿真不能替代实验，只能辅助教学，实验教学是通信原理课程的一个重要环节，实验可以使学生掌握实验仪器设备的使用，可以锻炼学生的动手实践能力，因此，仿真和实验要结合使用，教学效果才会最佳。

目前计算机仿真软件很多，本文尝试采用了MATLAB仿真软件进行了辅助教学，并以AM调制与解调为例,详细介绍了MATLAB仿

真在通信原理教学中的具体应用。

2、 MATLAB软件简介

MATLAB是由美国MathWorks公司出品的商业数学软件，是一种数值计算环境和编程语言，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB功能强大，能够进行数值分析、矩阵运算、图形处理、仿真建模、系统控制和优化等，其内部的各种工具箱提供了各种函数库、模块库可以直接调用[1][2]。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，它能够提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境，在该环境中以快捷、直了的方式构造复杂系统进行仿真，可以比较容易的完成系统的设计、仿真、执行、测试的过程。Simulink广泛应用于通信仿真、数字信号处理、模糊逻辑、机械控制和虚拟现实等领域中[3]，本文就是采用Simulink对通信原理课程进行仿真来辅助教学的。

3、MATLAB仿真在通信原理教学中的应用 3.1. 标准幅度调制(AM)

幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变换的过程，而双边带调制是幅度调制的一种。标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅(AM)，它是将调制信号叠加一个直流分量后与载波相乘，从而形成调幅信号[4]，其时间波形表达式为：