现代通信原理实验仿真平台的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

通信原理课程通常包括理论知识的传授以及实验实操教学两部分。课堂上传授的理论知识用于指导实验的进行，而通信原理实验反过来又促进学生对于枯燥抽象的通信原理理论知识的记忆及理解。两部分相结合，互相促进对于提高教学质量，切实增强学生的综合能力具有极其重要的意义。传统的通信原理实验教学是在实验室中，利用通信原理综合试验箱及一些测试仪器来完成的。而试验箱及测试仪器不仅价格昂贵，而且需要大量的人力来进行维护以维持器材的正常运行。昂贵的财力人力成本使得通信原理实验的教学无法达到预期效果，学生的综合能力无法得到切实的提高。同时，由于硬件实验箱及测试仪器的稳定度不高，经常出现硬件问题，这直接导致了通信原理实验教学极低的效率，提高了学生学习的时间成本。这些问题都有悖于实验教学的初衷，不利于学生综合能力的提高。于是，通信原理实验品台环境亟待改善。

本设计旨在将以前被传统实验室占据的大量人力财力解放出来，使得通信原理实验的进行摆脱对试验箱仪器，器材的依赖，解决实验设备的陈旧，仪器的损坏及实验相关硬件器材的不稳定性对于实验正常进行的干扰。进而切实提高学生的学习效率和动手能力。

20世纪80年代末，廉沃尔夫教授首次提出了虚拟实验室（virtuallaboratory）的概念。20世纪90年代末，首次明确了关于“虚拟研究实验室”和“虚拟科学研究中兴”的教学模式的构想。国外已经将虚拟仪器技术纳入信息技术领域重点发展的高新技术之一，我国也将“在高校系统建设大型贵重仪器设备的网络化共享系统”列为重点科研发展计划。目前，虚拟实验系统的研究和建生工作已经在国内外广泛普及和发展。国外有许多著名的大学已经建立起了涵盖诸多学科的虚拟实验室并投入使用。国内的清华大学，北京大学，中国科技大学等重点名牌高校的电子实验室也搭建并提供的虚拟实验室。由中国科技大学物理系研发的“大学物理虚拟实验”系统，在物理教学中取得了斐然的成绩，对实验效果有了很好地推动和促进作用。而且这套系统已近应用于中国各大高校。

2. 研究的基本内容与方案

本研究拟采用labview和matlab为开发平台，采用模块化混合编程，实现现代通信原理实验仿真平台。在该实验仿真平台上能够完成模拟通信实验，如am信号，dsb信号，ssb信号的各种调制与解调方法；能够完成基本的数字通信实验，包括ask，fsk，psk以及dpsk信号的调制与解调。

labview是一种图形化的编程语言，其基于数据流，图形化的编程模式区别于抽象的基于控制流的文本化编程。同时，labview在前面板提供丰富的控件，而且这些控件的属性都是可以自行控制，从而，labview具有很高的仿真度及较强的可操作性。通过与matlab强大的数据处理能力相结合，使得学生不仅能够知其然还能知其所以然，不仅能从实验现象上了解通信原理实验，更能理解实验现象背后的原理。

通过查阅大量相关文献，对当前通信电子类课程的实验教学现状进行分析，发现labview中自带的通信套件封装程度高，且配置复杂，无法将套件模块化的应用到基本通信原理实验中，因此并不满足现实实验教学的要求。所以本研究拟依据通信原理的数学推导过程，按照系统的实现框图一步步实现基本数字与模拟信号的调制与解调，以及完成其他综合性和设计性的实验。

3. 研究计划与安排

第1—3周，查阅相关文献，了解本研究背景以及国内外研究情况，完成开题报告及英文翻译工作。

第4周，查阅相关技术手册，安装好matlab及labview软件，配置好相关研究坏境。

第5—6周，学习matlab软件的使用方法，学会写函数脚本文件。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]mmeyer,ilorscheid．improvingsimulationmodelanalysisandcommunicationviadesignofexperimentprinciples:anexamplefromthesimulation-baseddesignofcostaccountingsystems[j]．journalofmanagementcontrol,2015,26(2)：1-25．

[2]樊昌信，曹丽娜．通信原理（第6版）[m]．北京：国防专业出版社，2009年1月．

[3]樊昌信，曹丽娜．通信原理（第6版）[m]．北京：国防专业出版社，2009年1月．