郝春博

（天津武清區(qū)天和城實(shí)驗(yàn)中學(xué)）

電子通信系統(tǒng)教學(xué)綜合工具箱的開發(fā)與應(yīng)用

郝春博

（天津武清區(qū)天和城實(shí)驗(yàn)中學(xué)）

主要針對的是電子通信系統(tǒng)教學(xué)中綜合工具箱的開發(fā)和應(yīng)用，基于仿真模型對此進(jìn)行學(xué)習(xí)與討論。采用的是一種Matlab的通信系統(tǒng)的綜合工具箱，對卷積積分公式在分析與推導(dǎo)的過程中獲得時變系統(tǒng)中的仿真模型公式，卷積積分公式是一種對線性時不變系統(tǒng)復(fù)包括輸出與輸入的關(guān)系，主要是采用TDL模型以及Matlab通過語言編程來實(shí)現(xiàn)。通過大量的實(shí)驗(yàn)表明，線性時不變系統(tǒng)是能夠表現(xiàn)線性時變系統(tǒng)產(chǎn)生的頻譜擴(kuò)展，是以時間作為函數(shù)的輸入信號，從而發(fā)生了衰減和相位旋轉(zhuǎn)，在學(xué)習(xí)過程中也會得到很好的學(xué)習(xí)效果。

電子通信系統(tǒng)；綜合工具箱；時變系統(tǒng)

在電子通信系統(tǒng)的相關(guān)理論中，我們很容易發(fā)現(xiàn)時變系統(tǒng)如果僅僅通過教師的理論講解，我們很難去理解它的真正內(nèi)涵。為了可以在很大程度上幫助我們對時變系統(tǒng)的掌握與理解，我們可以通過分析與設(shè)計來制作相關(guān)的仿真模型，在對具體系統(tǒng)運(yùn)動過程中的觀察之后，就可以對老師講的理論知識有一個更深層次的理解，也可以提高我們的學(xué)習(xí)能力。

一、線性時變系統(tǒng)

1.線性時變系統(tǒng)的理論知識

這兩個公式就是一個時變系統(tǒng)的仿真模型。

2.時變系統(tǒng)的隨機(jī)過程

在很多的時變系統(tǒng)中，系統(tǒng)的特點(diǎn)都是作為時間的函數(shù)來隨機(jī)變化。在變化過程中平穩(wěn)隨機(jī)的過程是最常見的一個過程，我們是可以通過計算來獲得自相關(guān)的函數(shù)和功率譜密度的。

當(dāng)線性系統(tǒng)中的輸入是一個十分平穩(wěn)的隨機(jī)過程時，那么相對于線性的非時變系統(tǒng)，我們用（t）表示輸入，用（t）表示輸出，那么輸出隨機(jī)過程的均值則為：

功率譜密度則為：

然而對于一個線性的時變系統(tǒng)來說，系統(tǒng)對于輸入信號隨時都會隨著時間的變化而隨機(jī)變化。通過對其進(jìn)行相關(guān)的函數(shù)卷積計算，在整個計算過程中，肯定會導(dǎo)致譜偏移和擴(kuò)展。

線性的時變系統(tǒng)與線性的非時變系統(tǒng)在本質(zhì)上是有差別的，它們的差異性就在于線性的時變系統(tǒng)會引起頻譜擴(kuò)散。

二、模型的建立

1.抽頭延遲線的模型

抽頭延遲線至少要有一個抽頭。抽頭延遲線由TDL表示，一個TDL表示的一個由延遲線內(nèi)部提取出來的任意比例信號。通常來說，TDL與其他的抽頭信號先加構(gòu)成輸出信號，這樣就可以有效地模擬多個反饋結(jié)構(gòu)。

2.抽頭增益模型

這是由對高斯白噪聲通過對其進(jìn)行過濾而產(chǎn)生的。具體的產(chǎn)生過程是，首先會產(chǎn)生兩個復(fù)高斯樣本的不相關(guān)序列，然后通過使用隨機(jī)函數(shù)來獲得。

在這個過程中，值得我們注意的是，Matlab的語言編程是沒有維數(shù)的，所以Matlab語言編程會自動地生成分配的矩陣空間。但是，有時候?qū)τ谝恍┖艽蟮木仃?，這個時候我們就可以通過使用零點(diǎn)函數(shù)來為那些矩陣預(yù)留出更多的空間，以使得Matlab語言系統(tǒng)快速地運(yùn)轉(zhuǎn)下去。

3.對數(shù)PSD的實(shí)現(xiàn)

PSD是功率譜密度的縮寫，這是一個連續(xù)譜。一個完整的功率譜密度是在一個給定的頻段來計算全部頻段內(nèi)信號的平均輸出功率。功率譜密度一般擴(kuò)過單邊的PSD和雙邊的PSD。一個單邊的功率譜密度主要包括了全部的信號頻率，從直流到一半奈奎斯特比率的功率。而雙邊的功率譜密度主要包括了全部的信號頻率，從直流到奈奎斯特比率的功率。我們通過對信號進(jìn)行n次的樣本采集工作之后，從而進(jìn)行快速的FFT，這樣就可以計算出均方值，然后得到信號的雙邊帶頻譜。

為了掌握線性時變系統(tǒng)，利用仿真模型對其知識點(diǎn)進(jìn)行具體的仿真實(shí)例，利用這種動態(tài)的形象圖可以幫助我們形象地獲得知識。通過這樣的演示，我們可以學(xué)習(xí)到在以后的工作中所需要的技能，并可以了解復(fù)雜與實(shí)際的工作特點(diǎn)。

［1］王華.Matalb在電信工程中的應(yīng)用［M］.北京：中國水利電力出版社，2001.

［2］陳萬平，秦文華.連續(xù)系統(tǒng)頻率特性的計算機(jī)輔助分析［J］.山東師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2001（1）：94-96.

［3］郭艷麗，羅曉曙，肖前勇.系統(tǒng)仿真在自動控制教學(xué)中的應(yīng)用［J］.廣西物理，2002（1）：45-48.

·編輯馬燕萍