通信原理虚拟实验仿真平台的设计和实现
虚实结合仿真实训平台的建设与实践
2023年1月第2期Jan. 2023No.2教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM虚实结合仿真实训平台的建设与实践张乃龙（北京工业大学 材料与制造学部，北京 100124）［摘 要］ 为适应新工科建设的要求，加强学生综合工程能力培养，解决实践资源不足的问题，结合智能制造专业建设要求，搭建了虚实结合仿真实训平台应用于专业课程群的实践教学。
基于机械工程系统基本设计流程，构建课程群综合设计能力实训平台，把机械原理、机械设计、机械控制和创新方法实践等课程实践相贯通进行方案设计、结构设计和控制系统设计，建立虚拟设备模型、实物样机和控制系统相结合进行控制仿真验证的虚实仿真训练模式。
实践表明，虚实结合使实训内容多样化，机械系统设计的一线式实训更接近于实际，提高了学生的参与积极性，有助于提升学生的创新能力和解决复杂工程问题的能力。
［关键词］ 虚拟仿真；实践训练；虚实结合；能力培养［基金项目］ 2019年度北京工业大学教育教学研究课题（K2019ID003）［作者简介］ 张乃龙（1976—），男，山东临沂人，博士，北京工业大学材料与制造学部高级实验师，主要从事数字化设计研究。
［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）02-0109-04 ［收稿日期］ 2022-03-18近年来，随着工程教育中新工科建设的快速开展和工程教育专业认证工作的不断推进，国内各高校在机械工程专业的教学中越来越强调对学生创新能力和解决复杂工程问题能力的培养［1］。
创新能力和工程能力的培养离不开科学的实践教学体系和完善的校内外实验基地建设［2］。
面对场地限制和设备安全问题，各类仿真软件的使用为解决课程实践问题提供了可选的手段。
当前虚拟仿真平台在各类课程中已得到广泛应用，虚拟样机及计算分析软件在机械原理类课程［3］、三维建模软件在机械设计类课程中都已普遍开展应用训练［4-5］，电工电子和PLC课程也通过仿真软件实现了实训多样化［6-7］。
“通信原理”虚拟实验仿真系统研究
ｎ ｓ ｆｈ ｒ ｗａ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｓ ｃ ｓ ｔｏ ｍａ ｙ ｏ ｅ ａｉｎ ｓｅ ｓ ａ ｏ ｒｖ ｓｂｉ ｔ ｎ ｔ ｎｔｒ ｄ ａｅ ｅｓｏ ａｄ ｒ ｘ ｅ ｉ ｎ ｕ ｈ ａ ｏ ｎ ｐ ｒ ｔｏ ｔｐ ｎｄ ｐ ｏ ｉｉ ｌ ｙ ｉ ｈｅ ｉ ｅ ｍｅ ｉｔ ｉ ｐｒ ｃ ｓ ． ＭＡＴＬＡＢ ｃ ｎ ｂ ｅ ｏ ｃ ｎ ｔｕ ｔａ ｖｒｕ ｌｅ ｐ ｒｍｅ ｔｐ ａｆ ｒ ．Ｂｙ ｓ ｔｉ ｇ ｔ ｅ ｒ ｌ ｖ ｎ ａ ｏｅｓ ａ ｅ ｕｓ ｄ ｔ ｏ ｓｒ ｃ ｉｔ ａ ｘ ｅ ｉ ｎ ｌ ｔ ｍ ｏ ｅｔｎ ｈ ｅｅ ａ ｔｐ — ｒ ｍｅｅ ｓ，ｔ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓｕ ｉ ｌ ｔ ｎ ｏ ｈ ｏ ａ ｔｒ ｈ ｕ ｃ ｓｆ ｌｓｍｕ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉｎ ｓ ｓｅ ｆ ｃｌｔｔ ｓｐｒ ｆｓ ｉｎａ ｎ ｗｌ ｄ ｅ ｂ — ｏ ｎ ｃ ｔｏ ｙ ｔｍ ａ ｉｉａｅ ｏ ｅ ｓｏ ｌｋ ｏ ｅ ｇ ｅ ｉ ｇ ｕ ｄ ｒｔ ｏ ｎ ｃ ｉ ｖ ｓ ｇ ｏ ｅ ｔｒ ｓ ｌｓ ｎ ｎ ｅ ｓｏ ｄ ａ ｄ ａ ｈ ｅ ｅ ｏ ｄ ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ．
Ｌ Ｂ软件制作一 个虚拟实验仿真平 台 ，通过对 相关 参数的设置 ，成功地对通信 系统进行仿真 ，便 于知识理解 ， Ａ
达 到好 的 实 验 效 果 。
关键词 ：虚 拟实验 ；通信原理 ；ＭＡ Ｌ Ｂ Ａ Ｔ Ａ ；Ｑ Ｍ；Ａ Ｋ Ｓ
中 图分 类 号 ：Ｎ １ Ｔ９１ 文献标识码 ： Ａ ｄｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １７ — ３ ５ ２ １ ．６ ０ ４ ｏ：０ ３６ ／．ｓ ．６ ２ ４０ ．０ ０ ０ ． ３ ｓ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉｔ ａ ｘ ｅ ｉ ｎ ｉ ｌｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ａ ｃ ｎ ｖｒｕ ｌｅ ｐ ｒｍｅ ｔｓｍｕ ａ ｉｎ ｓ ｓｅ ｉ ｈ ｏ ｒ ｅ ｏ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｕ ｓ ｆｃ ｍｍｕ ｉａ ｉ ｎ ｐ ｉ ｃ ｐ ｅ ｎ ｃ ｔ ｒｎ ｉ ｌ ｏ
通信原理虚拟仿真实验
通信原理虚拟仿真实验通信原理虚拟仿真实验是一种通过计算机仿真技术，对通信原理相关知识进行模拟实验的一种有效途径。
该技术具有时间、空间、物质等方面的优势，能够让学生在虚拟环境中，更加深入地理解通信原理的基本原理和技术应用。
一、通信原理通信原理是指在有源信号的影响下，信息的传递和交换过程中的基本原理。
通信原理主要包括信号的处理、调制、编码、传输等基本技术及相关器件的应用。
通信原理工程在现代通信技术中所占的比重重要，除了大规模的应用和广泛的种类外，最重要的是很多应用的细节和实施都有很大的变化，而通信原理则是其技术的基础。
二、通信原理虚拟仿真实验的特点1、装置简便实用虚拟仿真技术所需的计算机硬件配置较低，只需要一台普通个人电脑就能轻松进行实验。
同时，通过虚拟仿真软件的操作，即可模拟真实通信设备及其操作，无须考虑相关设备的资金支出和维护费用等问题。
2、模拟真实场景通过通信原理虚拟仿真实验，不仅学生能够体验到真实通信设备的操作，而且能够看到这些设备在不同场景下的表现。
比如有什么因素会影响信号传输的质量，这些因素对通信效果会产生什么影响等，这些都能够通过虚拟仿真的方式进行模拟。
3、实验数据真实可靠通过虚拟仿真技术模拟，学生同时能够得到真实数据，这极大地提高了实验数据的真实可靠性。
在实践操作中，学生能够反复试验，调整不同参数，了解不同设备之间的差异，从而全面掌握通信原理的知识。
三、通信原理虚拟仿真实验的优势通信原理虚拟仿真实验有着以下几个方面的优势。
1、提高学习效率通过虚拟仿真技术，学生能够在更短的时间内掌握通信原理的相关知识，整体认知能力也能够提高。
2、提高实验情境的真实度通过虚拟仿真技术与真实场景结合的方法，使得实验情境更加真实，学生更容易在情境中融入学习。
3、减少资源浪费传统的实验学习方式需要消耗大量人力、物力和财力资源，但虚拟仿真实验可以在计算机上进行多次模拟，节省了实验所需要的人力、物力和财力。
4、减少安全隐患由于通信原理虚拟仿真实验所采用的是计算机虚拟化技术，与传统实验相比，减少了一些实验安全隐患，比如说对于公共场合禁用或者可能会产生环境噪声的实验器材，可以在虚拟环境中进行操作。
通信原理课程仿真实验平台构建与实现
通信原理课程仿真实验平台构建与实现通信原理课程是计算机、通信、电子等专业学生必修的一门课程，其重要性不言而喻。
学生们在学习通信原理课程时，需要了解声波、光波、无线波等信号的传输原理和相关知识，并通过实验模拟加深对通信原理的理解。
为了提升学生们的实践能力和增强学习效果，本文提出使用仿真实验平台构建通信原理课程实验的建议，并对该平台进行详细阐述。
仿真实验平台是指基于计算机技术和相关应用软件，将实际物理过程或事物进行数字化仿真，以达到实验效果和实验数据获取的一种虚拟实验方式。
通信原理课程仿真实验平台的构建包括三个步骤：搭建实验环境、软件安装与配置、实验操作与数据分析。
首先，搭建实验环境需要一般性的硬件设备和软件环境。
硬件设备包括学生机和教师机，建议配备至少4GB内存、2.2GHz 处理器的电脑。
软件环境中需要安装单片机开发软件、通信原理仿真软件。
单片机开发软件使用 Keil C51。
通信原理仿真软件使用 Multisim 13.0。
其次，软件安装与配置是建立仿真实验平台中重要的一步。
在Keil C51 软件的安装过程中，需要选择安装路径、安装项等，安装完成之后还要配置微控制器和开发板。
本实验中固定将微控制器选为 STC89C52，开发板是 T1000，其它开发板也可以选择，但需要通过配置进行切换。
在 Multisim 13.0 安装之后需要关联模型库。
模型库分为基础模型、数字模型、仿真器件模型以及特定型件模型等。
通信原理实验需要使用的设备模型包括电源、信号发生器、示波器等。
最后，实验操作与数据分析是仿真实验平台的核心步骤。
立足于通信原理课程，仿真实验平台应该包括频谱分析器实验、移相器实验、锁相环实验、接收机实验等。
在平台中，学生通过图形界面进行操作，如调整参数、连线等，实时查看各种信号的波形、频谱图和时域图等，还可以按照要求进行信号处理和算法分析。
当然，在操作过程中也需要学生自主学习相关的原理知识，确保达到实验目的。
虚拟实验的设计与实现
虚拟实验的设计与实现虚拟实验是网络课程的重要组成部分，也是开发与设计的难点。
本文在分析虚拟实验的特点、使用现状及虚拟实验系统构成的基础上，提出了利用仿真软件设计开发综合性、设计性虚拟实验的方案。
采用该方案，具有灵活性、鲁棒性、动态匹配性好、共享方便等特点，便于实验的灵活变更与快速实施。
以数字电路课程为例，给出了设计中的关键技术和相关实现结果。
标签：虚拟实验；网络课程；数字电路；远程教学实验教学作为高等学校教学体系的重要组成部分，对培养学生的创新意识、动手能力、分析问题和解决问题能力有着不可替代的作用。
为满足培养具有高素质、创新能力的人才要求，实验教学在不断地进行着改革，实验教学内容向综合型、设计型转变，由此各种教学媒体被引进到实验教学中来，特别是虚拟实验，对传统实验教学产生了越来越大的影响。
在网络课程的实验中，学生可根据自己的实际情况确定实验内容、安排实验进度，学生自主学习的空间不断扩大，主体地位明显提高，从而满足了社会群体协同学习和个体独立性学习的需要。
但这种新型的实验教学模式的充分实现，必须依托质优量足的虚拟实验作为条件支撑，而目前虚拟实验的开发设计还存在着一些问题。
如何才能设计开发出内容科学、实时和交互功能强、参数变更灵活的虚拟实验，是当前虚拟实验教学中亟待解决的一个问题。
一虚拟实验的特点及设计现状虚拟实验的教学，既有与网络课程的教学特点共通之处，如时空的疏离性、资源的共享性、活动实施的机动性、学习行为的自主性等，又有其自身的特点。
虚拟实验过去一直被称作思想实验(thought experiment)，那是因为过去受客观条件所限，这样的实验只能在人的头脑中进行。
现在一般认为，虚拟实验是以科学实验为基础，以逻辑推理为根据，以计算机及网络技术为支撑，所实现的揭示客观过程或现象的本质联系和规律的一种科学认识方法[6]。
以数字电路实验为例，说明虚拟实验与传统实验的区别。
传统的数字电路实验室使用的实体实验仪器一般由3个功能模块组成:信号的采集与控制模块、信号的分析与处理模块、结果的表达与输出模块。
虚拟仿真实验教学中心信息化平台及资源建设方案
虚拟仿真实验课程资源应用案例
本科高校
北京邮电大学、北京邮电大学世纪学院、华 北电力大学、江西理工大学、解放军理工大 学、山东科技大学、北京联合大学应用文理 学院、重庆理工大学、天津财经大学、湖南 理工学院、广东工业大学华立学院、重庆师 范大学、泸州医学院、重庆教育学院、东莞 理工学院、湘南学院、北方民族大学、太原 师范学院、荆楚理工学院、东北农业大学成 栋学院、盐城工学院、北京工业大学、阜阳 师范学院、中国人民公安大学、川北医学院 、重庆三峡学院、潍坊学院、天津财经大学 珠江学院、浙江工商大学、山西农业大学信 息学院、西南大学、汕头大学、中国海洋大 学、仰恩大学、怀化学院、重庆大学、山东 理工大学、西北政法大学、北方工业大学、 天津大学、华南农业大学、广东第二师范学 院、蒲田学院、河北师范大学、河南大学、 天津科技大学、广西大学、南开大学、中国 矿业大学、安徽大学……
实验教学效果评估
自动收集实验前理论知识学习、实验过程指导、答疑、实验成绩的相关数据；通过调查问卷 收集学生对实验系统、实验设计、学习效果等方面的评价与反馈信息，进行统计与分析，用图表 直观展示分析结果。
实验教学效果评估
标准化的实验教学流程
系统管理员
教务人员
学生
教师
电子信息类虚拟仿真实验教学资源
内容提钢
1 方案背景 2 平台功能及资源介绍 3 方案特点 4 应用案例 5 方案实施
虚拟仿真实验教学中心建设案例(32所)
√ 北京邮电大学电子信息20虚13年拟仿真实验教学中心(国家级) √ 南京信息工程大学大气科学与气象信息虚拟仿真实验教学中心(国 √ 东北师范大学生物虚拟仿真实验教学中心(国家级) √ 吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心(国家级) √ 河北农业大学计算机虚拟仿真实验教学中心(省级) √ 云南大学化学化工虚拟仿真实验实验教学中心(省级) √ 广州大学电工电子虚拟仿真实验教学中心（省级） √ 肇庆学院计算机虚拟仿真实验教学中心 √ 河北农业大学食品与生物工程虚拟仿真实验教学中心
通信原理虚拟实验平台开发
通信 原理 实验 箱
学 习 理解 ，从 而 实 现 硬 件 实 验 、软 件 实 验 以及 网
实 验仪器 介 绍
通 信 原
理
络相结合的实践教学模式¨ “ Ｊ 。
示 波器
１ 通信原理虚拟 实验平 台总体结构
刘 亚 荣ｈ ，谢 晓 兰 ，杨 晓 斐ｈ ，周 玮
（ １ ． 桂 林理 工大 学 ＆ 信息 科 学与 ７ － 程学 院 ；ｂ ． 广 西空 间信息 与测 绘重点 实验 室 ，广 西 桂林 ２ ．中国人 民解放 军 ９ ５ ２ ８ ５部 队 ，广 西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ７ ） ５ ４ １ ０ ０ ４ ：
摘
要 ：针对 目前 通信 原理 实验箱 模块 固定 、不 易进行二 次 开发 、不便 于演示 等缺 点 ，设计 开 发 了基
于Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ的通信原理虚拟实验平台。该平台与传统实验设备相结合，采用软件模拟及编程等方法，可 实现交互式实时动态演示 ，有助于教师的授课讲解及学生的学习理解 ，同时可以对传统实验进行有效
补充 和完 善 。
关键词 ： 通信原理 ；虚拟实验平 台；仿真
中图分 类号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９ 文献标 志码 ：Ａ
目前通信 原 理 实 验 主要 是 根 据 实 验 箱 中 固定
最后 ，使用 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ作为底层运算环境 ，支持
的实验模 块 ，通 过 示 波 器 测 量 各 点 波形 完 成 验 证 用户 自行设计 、搭 建任意通信实验 ，发挥用户 的 性 实验 ，由于不 能 进 行 二 次 开 发 ， 因此 不 利 于 学 创造 性 。
通信原理(虚拟仿真实验)
实验五双极性不归零码一、实验目的1.掌握双极性不归零码的基本特征2.掌握双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.双极性不归零码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理双极性不归零码是用正电平和负电平分别表示二进制码１和０的码型，它与双极性归零码类似，但双极性非归零码的波形在整个码元持续期间电平保持不变．双极性非归零码的特点是：从统计平均来看，该码型信号在１和０的数目各占一半时无直流分量，并且接收时判决电平为０，容易设置并且稳定，因此抗干扰能力强．此外，可以在电缆等无接地的传输线上传输，因此双极性非归零码应用极广．双极性非归零码常用于低速数字通信．双极性码的主要缺点是：与单极性非归零码一样，不能直接从双极性非归零码中提取同步信号，并且１码和０码不等概时，仍有直流成分。
四、实验步骤1.按照图3.5-1 所示实验框图搭建实验环境。
2.设置参数：设置序列码产生器序列数N=128；观察其波形及功率谱。
3.调节序列数N 分别等于64.256，重复步骤2.图3.5-1 双极性不归零码实验框图实验五步骤2图N=128实验五步骤3图N=64N=256六、实验报告（1）分析双极性不归零码波形及功率谱。
（2）总结双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法。
实验六一、实验目的1.掌握双极性归零码的基本特征2.掌握双极性归零码的波形及功率谱的测量方法3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.双极性归零码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理双极性归零码是二进制码0 和1 分别对应于正和负电平的波形的编码，在每个码之间都有间隙产生．这种码既具有双极性特性，又具有归零的特性．双极性归零码的特点是：接收端根据接收波形归于零电平就可以判决1 比特的信息已接收完毕，然后准备下一比特信息的接收，因此发送端不必按一定的周期发送信息．可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用，后沿起了终止信号的作用．因此可以经常保持正确的比特同步．即收发之间元需特别的定时，且各符号独立地构成起止方式，此方式也叫做自同步方式．由于这一特性，双极性归零码的应用十分广泛。
通信原理精品课程教学网站的设计与实现
总 １期 第３ ５
中 砚代 装 国 毒 备
ＳＮ ４９．Ｔ Ｃ１７１８ Ｓ１２４ Ｎ ９４／ ６ ３
．
通信原理精品课程教学网站的设计与实现
张 海
浙 江万 里学 院 浙江 宁波 ３ ５ ０ １ １０
摘 要 ：介绍 了我校通信 原理浙江 省精 品课 程教学网站的设计 和实现 ，Ｆａｈ 拟实验 的实现使得学生在 网上就可 以进行实 ｌｓ虚 验 ，教学 网站可 以弥补传 统教学受 时空限制 的不足，对 教学质 量的提 高有很大 的辅助作用 。
ｃ ｍｍ ｕ ｃ ｔｏ ｒｎｃｐｅ ，ｓｕｄ ｎｔ ａｌｄ ｌ ｉ ｓｏ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｈ ｓｗｅ ｉｅ ｗｈｉｈ ｉｎｔｒｓｒｃｅ ｙ ｔｍ ｅａ ｄ ｐｌｃ ，ｃ ｖｅ ｎｇ ｔ ｏ ｎｉａｉ ｎ ｐ ｉ ｉｌｓ ｔ ｅ ｓｃ ｌ ｏ ａ ｌｋｎｄ ｆｅ ｐ ｒｍ ｎｓｂｙ ｔｉ ｂｓｔ ， ｃ ｓ ’ ｅｔ ｔｄ ｂ ｉ ｎ ａ ｅ ｏ ｒ ｈｅ ｉ ｉ
点 以动 画 的形 式提 供 给 学生 学 习 。
作者简介 ：张 海 ，硕 士 ， 工 程 师 。
２ １ 年１ 月 ０ ２ １
１９ ０
ｌ ＳＳＮ１ ７２ １ ３８ ６ ．４ ＣＮ１ － ９ Ｔ １ ４９ ４／
中 玩甙款有 备 国 装
２ １期 ０第３ 期 总 第３ １ ５ １ ２ 年
品 课程 。
简介 、参考教材、教学进度 、课程特 点和学 习秘籍等
信息 。
课程 资源 ：包 括教 学大 纲 、 电子 教材 、 电子 教 案 、参考文献、课程视频 、网络 资源等与课堂教学相 关的资源信息。 教学动画：把通信 原理各个章节 的教学重点和难
收 稿 日期 ：２ １ ． ６ １ 稿 件 编 号 ： １ ０ ０ ９ ０ １０ ．６ １ ６ ｗ ｎｉ ｎｖｒｉ ， ｎ ｂ ， ０ Ｃ ｉａ ｈｊ ｎ ａ ｌｕ ｉｅｓｙ Ｎｉｇｏ ３ ， ｈ ｉ ｔ １１ ５０ ｎ
基于LabVIEW开发通信原理虚拟教辅平台论文
基于LabVIEW开发通信原理虚拟教辅平台摘要：文章针对通信原理课程教学的现状，提出了运用虚拟实验技术，开发基于labview软件的通信原理教辅平台，详细描述本平台的定位和设计目标，并以fdm系统的仿真为例介绍labview在通信原理课程中的应用。
实践证明，利用该系统，既能丰富教学手段，又能提高学生的学习质量。
abstract： according to teaching present situation in communication theory course， the article puts forward to develop the communication principle auxiliary system based on labview through the virtual experimental technology，describes the positioning of the platform and the design goal，and then take the fdm system simulation as an example to introduce the labview application in communication principle course. practice has proved that using of the system， not only enrich the teaching methods， but also improve the quality of student learning.关键词：通信原理；labview；仿真；fdm系统key words： communication principle；labview；simulation；fdm system中图分类号：tn914 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）33-0182-020 引言通信工程专业的重要专业之一就是通信原理，它是实验课程中非常重要的一个环节，在教学中的地位非常高。
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李任增 ，文福 安
（ １ ． 北 京 邮电 大学 网络 教 育学院 ，北 京 １ ０ ０ ０ ８ ７ ；２ ． 网络 系统 与 网络文 化北 京 市重 点实验 室 ，北 京 １ ０ ０ ０ ８ ２ ）
［ Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｖｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ Ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｔ ｏ Ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
［ Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ］Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ； Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ； Ｃ ｏ ｍｍｕ ｎｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ； Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｅ ｒ Ｊ ａ
ＬＩ Ｒｅ ｎ． ｚ ｅ ｎｇ ， Ｗ ＥＮ Ｆｕ ． ａ ｎ
（ Ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｄ Ｎｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋＣ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ｅ ｅ 咖 Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ， Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｌ Ｏ ０ ０ ８ Ｚ Ｃ ｈ ￣ａ ）
摘 要 ：通过研究 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ与Ｊ ａ ｖ ａ 编程 的开放接 口，本 文阐述 了通信 原理虚拟实验平 台的设计思路 ，并 以智 能客户端 的方 式实
现 了该平 台。利用 网络和界 面编程技术 ，结合 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ底层运算 ，使得用户可 以自由使用通信组件搭建和修改实验 ，交互性 强。 关键 字 ：计算机应用技术 ；虚 拟实验 ；通信原理 ；仿真技术 ；Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｅ ｒ Ｊ ａ
０ 引言
通信原理是 电子信 息和通信工程 类专业重 要的专业 基础课 ， 理论 和实践性都很 强 ，不但需要 掌握和理解 基本 的概 念，还需 要通过课程 实验来强化所学理论 。为配合通信原理 的教 学活动 ，
示 波器 实验 ，将 Ｌ ａ ｂ Ｖ ｉ ｅ ｗ作为 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 工具之 一，充当仪器设 备控 制器级 图形 化用户操作 平台 ，进行信 号处 理、数据分析 、 存储和现实工作。
中图分类号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ６ 文献标识 码 ： Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ — ６ ９ ７ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ０ １ 本 文著录格式 ：［ １ ］ 李任 增 ， 文福安 ． 通信原理虚拟实验仿真平 台的设计和实现 Ⅱ ］ ． 软件 ， ２ ０ １ ３ ， ３ ４ （ ６ ） ： １ — ４ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｖｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ
资源 。但 一方面硬件 实验设备 易受损 ，仪器 的精 确度所 受干扰
的 因素过多 ，使得 学生在很 多情 况下很难得 到理想效 果 ，另一 方面 由于实验设备 损耗大 、开 销高和维护 困难等局 限性 ，使得 众多高校 对该课程 实验建设 的投入明显不足 ，有的甚至放弃 实
ｈｅ ｔ ｏ ｐ ｅ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ａ ｎ ｄ Ｊ ａ ｖ ａ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ． Ｔｈ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｈｅ ｔ ｆ ｏ ｍ ｒ ｏ ｆ ｓ ｍａ ｒ ｔ ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ． Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ， ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｈ ｔ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｌ ｙ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｍａ ｋ ｅ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｅ ｒ ｓ ｔ ｏ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｄ ｉ ｆ ｙ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ｈｅ ｔ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｇ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｉ ｔ ｖ ｅ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ．
国内研究方 向在通信课程虚拟实验的主要 由北京邮电大学、
中南大 学和吉首大 学。北 京邮电大学和吉 首大学主要关 注基于
Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ 的 远 程 通 信 网 络 虚 拟 实 验 室 ， 只 能 够 完 成
各高校在 该课