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M序列加扰解扰仿真实验系统 上是一种连续波雷达,具有低截获概率性,是一种体制新、性能高、适应现代高技术战争需要的雷达。采用伪随机序列作为发射信号的雷达系统具有许多突出的优点。首先,它是一种连续波雷达,可以较好地利用发射机的功率。其次,它在一定的信噪比时,能够达到很好的测量精度,保证测量的单值性,比单脉冲雷达具有更高的距离分辨力和速度分辨力。最后,它具有较强的抗干扰能力,敌方要干扰这种宽带雷达信号,将比干扰普通的雷达信号困难得多。

2.3 仿真软件介绍

MATLAB[10]是Math Works公司开发的一种跨平台的,用于矩阵数值计算的简单高效的数学语言,与其它计算机高级语言如C,C++,Fortran,Basic,Pascal等相比,MATLAB语言编程要简洁得多,编程语句更加接近数学描述,可读性好,其强大的圆形功能和可视化数据处理能力也是其他高级语言望尘莫及的。对于具有任何一门高级语言基础的读者来说,学习MATLAB十分容易。但是,要用好MATLAB却不是在短时间就可以达到的。这并不是因为MATLAB语言复杂难懂,而是实际问题的求解往往更多的是需要使用者具备数学知识和专业知识。MATLAB使得人们摆脱了常规计算机编程的繁琐,让人们能够将大部分精力投入到研究问题的数学建模上。可以说,应用MATLAB这个数学计算和系统方针的强大工具,可以使科学研究的效率得以成百倍的提高。

目前,MATLAB已经广泛用于理工科大学从高等数学到几乎各门专业课程之中,成为这些课程进行虚拟试验的有效工具。在科研部门,MATLAB更是极为广泛地得到应用,成为全球科学家和工程师进行学术交流首选的共同语言。在国内外许多著名学术期刊上登载的论文,大部分的数值结果和图形都是借助MATLAB来完成的。

2.3.1 MATLAB产生的历史背景

在20世纪70年代中期,Cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库。EISPACK是特征值求解的FORTRAN程序库,LINPACK是解线性方程的程序库。在当时,这两个程序库代表矩阵运算的最高水平。到20世纪70年代后期,身为美国New Mexico大学计算机系系主任的Cleve Moler,在给学生讲授线性代数课程时,想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库,但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间,

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M序列加扰解扰仿真实验系统 于是他开始自己动手,利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序。Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB,该名为矩阵(Matrix)和实验室(laboratory)两个英文单词的前三个字母的组合。在以后的数年里,MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用,并作为面向大众的免费软件广为流传。

1983年春天,Cleve Moler到Stanford大学讲学,MATLAB深深地吸引了工程师John Little。John Little敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景。同年,他和 Cleve Moler、Sieve Bangert一起,用C语言开发了第二代专业版。这一代的MATLAB语言同时具备了数值计算和数据图示化的功能。1984年,Cleve Moler和John Lithe成立了MathWorks公司,正式把MATLAB推向市场,并继续进行MATLAB的研究和开发。

在当今30多个数学类科技应用软件中,就软件数学处理的原始内核而言,可分为两大类。一类是数值计算型软件,如 MATLAB、XMath、Gauss等,这类软件长于数值计算,对处理大批数据效率高;另一类是数学分析型软件,如MatheMatica、Maple等,这类软件以符号计算见长,能给出解析解和任意精度解,其缺点是处理大量数据时效率较低。MathWorks公司顺应多功能需求之潮流,在其卓越数值计算和图示能力的基础上,又率先在专业水平上开拓了其符号计算、文字处理、可视化建模和实时控制能力,开发了适合多学科、多部门要求的新一代科技应用软件MATLAB。经过多年的国际竞争,MATLAB已经占据了数值型软件市场的主导地位。

2.3.2 MATLAB软件的语言特点

一种语言[11]之所以能如此迅速地普及,显示出如此旺盛的生命力,是由于它有着不同于其他语言的特点。正如同FORTRAN和C等高级语言使人们摆脱了需要直接对计算机硬件资源进行操作一样,被称作为第四代计算机语言的MATLAB,利用其丰富的函数资源,使编程人员从繁琐的程序代码中解放出来。MATLAB的最突出的特点就是简洁。MATLAB用更直观的、符合人们思维习惯的代码,代替了C和FORTRAN语言的冗长代码。MATLAB给用户带来的是最直观、最简洁的程序开发环境。与其他高级语言相比较,MATLAB具有独特的优势:

①MATLAB是一种超高级语言。MATLAB平台本身是用C语言写成的,其中汇集了当前最新的数学算法库,是许多专业数学家和工程学者多年的劳动结晶。使用MATLAB意味着站在巨人的肩膀上观察和处理问题,所以在编程效率,程序的

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M序列加扰解扰仿真实验系统 可读性、可靠性和可以执行上远远超过了常规的高级语言。

②MATLAB语法简单,编程风格接近数学语言描述,是数学算法开发和验证的最佳工具。MATLAB以复数矩阵运算为基础,其基本编程单位是矩阵,使得编程简单,而功能极为强大。对于常规语言中必须使用许多语句才能实现的功能,如矩阵分解、矩阵求逆、积分、快速傅里叶变换,甚至串口操作、声音的输入输出等,在MATLAB中用一两句指令即可实现。而且,MATLAB中的数值算法是经过千锤百炼的,比用户自己编程实现的算法的可信度和可靠性都大为提高。

③MATLAB计算精度很高,MATLAB中数据是一双精度存储的,一个实数采用8字节存储,而一个复数则采用16字节存储。通常矩阵运算精度高达1015以上,完全能够满足一般工程和科学计算的需要。与其它语言相比,MATLAB对计算机内存、硬盘空间的要求也是比较高的。

④MATLAB具有强大的绘图功能。利用MATLAB的绘图功能,可以轻易地获得高质量的曲线图。具有多种形式来表达二维、三维图形,并具有强大的动画功能,可以非常直观地表现抽象的数值结果。这也是MATLAB广为流行的重要原因之一。 ⑤MATLAB具有串口操作、声音输入输出等硬件操控能力。随着版本的提高,这种能力还会不断加强,使得人们利用计算机和实际硬件相连接的半实物仿真的梦想得以轻易实现。

⑥MATLAB程序可以直接映射为DSP芯片可接受的代码,大大提高了现代电子通信设备的研发效率。

⑦MATLAB的程序执行效率比其他语言低。MATLAB程序通常是解释执行的,在执行效率和速度上低于其它高级语言,当然如果对执行效率有特别要求,可以采用C语言编制算法,然后通过MATLAB接口在MATLAB中执行。事实上,MATLAB自带的许多内部函数均是用C语言编写并编译的,因此利用MATLAB内部函数的程序部分运行速度并不比其他语言中相应函数低。

⑧功能强劲的工具箱是MATLAB的另一重大特色。MATLAB包含两个部分:核心部分和各种可选的工具箱。核心部分中有数百个核心内部函数。其工具箱又可分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能。功能性工具箱能用于多种学科。而学科性工具箱是专业性比较强的,如control、toolbox、signal

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M序列加扰解扰仿真实验系统 processing toolbox、coMMunication toolbox等。

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