基于Matlab的可视化通信仿真系统的设计和实现开题报告

 2022-12-12 11:47:43

1. 研究目的与意义

现代社会发展要求通信系统功能越来越强,性能越来越高,构成越来越复杂;只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。MATLAB强大的仿真功能就体现出来了。MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化的科技应用软件,它集高效的数值分析、完备的信号和图形处理、功能丰富的应用工具箱为一体,构成了一个方便快捷,界面友好的用户环境,是一种适应多种硬件平台的数学计算工具,它的出现给各课程的计算机辅助教学带来了福音[20]。MATLAB封装了通信及数字信号处理的许多函数,这些toolbox为系统仿真提供了很好的条件,其绘图功能非常强大,为数据分析、统计提供了极大的便利。MATLAB语言使人们从繁琐的程序代码中解放出来。它的丰富的函数是开发者无需重复编程,只要简单地调用和使用即可。MATLAB语言主要的特点是:编程效率高、高效方便的矩阵和数组运算、用户使用方便、扩充性强、交互性好[23]

采用MATLAB仿真软件与理论教学相结合,将可视化的仿真结果展示在学生面前,大大提高了学生的实践能力和教学质量,推动了应用型人才培养。操作界面和编程语言自然简单,可以对系统进行动态仿真,便于分析计算过程变化,用强大的数学公式编程功能和图形功能将复杂高深的理论变成可视化的仿真结果[21],将数值分析和信号处理以及图形显示集合为一体,形成一个界面友好的环境[22]。和实验箱相比,MATLAB能够将整个仿真系统分段,观测不同节点的输出;变换输入和变量取值仿真演示,让学生观察变量变化带来的实际影响,建立直观印象[21]。学生们可以充分利用自己电脑或是学校机房进行通信原理的理论仿真,大大降低硬件投入,可实现内容开放、方式灵活的实践教学效果[21],能在系统开发中节省大量的人力物力资源。

GUI是当今计算机软件的发展趋势。 MATLAB为表现其基本功能而设计的演示程序demo是使用GUI的最好范例。MATLAB全面支持GUI编程,可自行设计窗口、菜 单、对话框、滑动条等。在MATLAB的命令窗口中运行guide,即进入交互式编程。guide可以根据用户的版面设计过程直接自动生成M文件框架,这样就简化了GUI 应用程序的创建工作,用户可以直接使用这个框架来编写自己的函数代码。

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2. 研究内容与预期目标

主要研究内容:

本课题主要研究模拟调制、数字调制的基本原理和MATLAB/GUI工具的实现方法,研究MTALAB/GUI工具包括:界面中每个模块的用法、调用M文件的接口逻辑、回调函数的功能。原理方面主要是AM、DSB、ASK、PSK、FSK的调制原理,最后利用MATLAB/GUI仿真软件实现可视化界面操作,设计的界面要直观的演示出模拟调制、数字调制的过程。

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3. 研究方法与步骤

研究方法:

本课题研究通信系统中模拟调制和数字调制的原理及仿真,利用MATLAB自带的汇编语言去封装GUI中的函数,以此来实现数字调制和模拟调制的界面仿真。

研究GUI界面中主框架的构建、标准控件、回调函数Callback的编写,利用各控件的属性进行数据的保存、传递;通过句柄访问控件并进行数据的获取和传递[20],测试仿真过程中产生的数据和图像,分析仿真出现的错误数据和图像。

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4. 参考文献

[1] 余胜威.吴婷.罗建桥. MATLAB GUI设计入门与实战[M] 北京:清华大学出版社,2016年

[2]邱金蕙.王雷辉.李振全. 基于Matlab/GUI的新型界面开发方式[J] 第25卷第4期 2008年7月

[3]杜世民.杨润. 基于Matlab GUI的“信号与系统”教学仿真平台开发[J]第29卷第3期 2012年3月

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5. 工作计划

序号起讫日期 工作内容

1,2022.3.1-2022.3.15 资料查找 阅览文献

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