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知乎陈老湿:算法工匠的《通信系统仿真及实现》让我的知识点连接成片

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优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
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导读:我的本科和研究生专业都是通信工程,接触通信也算是快有7年时光。在本科阶段学习了不少通信专业课程,但是上课的时候,是一科科的学习,课程之间的关系没有理解清楚,分散的知识没有连成自洽的专业知识体系,导致常常在分析通信问题时,不知道是自己哪里理解出问题?
一、学习物理层算法的必修课 
直到看到算法工匠的《通信系统仿真及实现》课程,才得以让自己的知识点连接成片。比如:
(1)通信原理课程中的BPSK、DBPSK、QPSK、16QAM、MSK等调制方式,用MATLAB代码怎么来实现调制、解调过程呢?
(2)信道编码、译码仿真怎么实现?比如最基本的线性分组码、卷积码,5G Release 15标准中的LDPC编码、Polar码,这两种码字的对应编译码算法?
(3)接收机是怎么知道信号的载波频率?估计出来的吗?没估计准有什么影响?还是发送端直接告诉的?发送端告诉的时候,接收端没收到怎么办?
(4)接收机怎么知道信号来或者没来呢?以及接收机通过什么样的准则判断信号是否到来呢?
(5)匹配滤波器到底是什么?和低通滤波器、高通滤波器等这类滤波器又有什么区别?滤波器怎么在代码中实现?
(6)在AWGN(加性高斯白噪声)信道仿真是最常见的情况,可是如果仿莱斯信道、瑞利信道呢,或者是没见过的信道,要怎么仿真,来看一看对信号传输的影响?
(7)扩频通信的优势在哪里?怎么通过MATLAB代码仿真?
(8)高频电子线路学习过的锁相环电路,怎么转换成数字形式和代码形式,并加入到通信的仿真中?
(9)多普勒频偏、随机相位对接收机的解调有什么影响?
(10)帧同步、载波同步、位同步怎么在代码中实现?
类似这样的小问题,我能举出来一大把,这些问题对于在校刚接触通信工程专业的学生来说,是理解无线通信物理层算法仿真的基础。而对于即将找通信算法工程师岗位的应届毕业生来说,也容易在笔试和面试遇到类似的问题。因此,把这些问题逐步搞懂,也是为自己做物理层算法打下坚实基础。
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二、《通信系统仿真及实现》学习心得

通信算法仿真的内容非常难,需要讲课者有扎实的理论基础,和丰富的实战经验,幸运的是,我在仿真秀官网上遇到算法工匠的《通信系统仿真及实现》系列课程。断断续续两年的学习时间里,来分享一下我学习《通信系统仿真及实现》的心得。

(1)跟着人学是最高效的学习方式,尤其是有机会跟着经验丰富的前辈学习

书籍论文等这类知识载体的方式是传播成本低,一次性可以触达很多人,但是其缺少互动性,即我们没有办法直接向书籍论文直接提问来获得我们想要的答案,反馈时间太长。当我们遇到问题的时候,查阅资料是解决问题最常用的方式,这要求我们已经有较好的专业基础知识和高效搜索与筛选信息的能力,而搜索与筛选本身需要花费不少精力。但是对于解决问题有着丰富经验的前辈来说,这些经验早就存在于他们日积月累的工作当中。自己花了几天时间的顿悟,可能只是前辈们的基本功。

举个例子来说,我自己在做QPSK调制解调器中频信号仿真过程中,实验误码率曲线总是和理论误码率曲线相差3dB。我也是在网上搜索相关的资料,搞了我一两天,而当我和《通信系统仿真及实现》课程的算法工匠老师聊到此事时,老师立马就指出了我是仿真中加噪声的问题,噪声加得不对,致使误码率曲线仿真不对,并且告诉我需要看哪些资料。这既减少了我的搜寻成本,也增强我学习方向的有效性,于是我在老师的公 众号通信算法工程师专辑中的《什么是误码率》系列文章找到了扎实的理论支撑,让我不仅解决了这个3dB差错的问题,而且还知道了为什么这样做。奇妙的是,后来我周边也有朋友遇到了相同的问题,而我因为前面有老师点拨,已经知道怎么解决这种问题了。

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(2)理论与实践相结合

在BPSK相干解调的仿真实验中,常常需要一个能过滤2倍载波频率分量的低通滤波器,从而留下有用信号。在理论讲解过程中,低通滤波器是一个门函数,但是门函数又是不可物理实现的。因此,在实践的过程中,又需要引入数字信号处理中滤波器的设计与实现的知识。除此之外,捕获和同步是实际接收机必备的信号处理流程,然而课本中却少有提及。

《通信系统仿真及实现》课程中,老师不仅能够讲解课本的理论知识,也会讲他当年在实际产品中是怎样运用这部分理论知识的,以及理论知识与实际运用有哪些差别,有哪些值得注意的地方,这无疑也给我们这样后来的学习者减少了弯路。

例如,在《通信系统仿真及实现》课程的第二章课程中,老师给出了pi/4-DQPSK的可商用化仿真程序,这个程序包含模块完整,在市面上完全找不到类似的程序。为此,我花了将近一年的时间,把里面大部分的知识搞懂,收获颇多。

(3)输出式学习

《论语》中讲到:学而不厌,诲人不倦。知识这东西,我们往往以为学到的知识就是自己的,但更多的是,我们能够给别人讲解清楚的那部分知识才真正是自己的。因此,在我学习《通信系统仿真及实现》课程的第一章《BPSK调制解调器仿真》后,有很多收获,就想到用文字记录下来自己的学习收获,这是对自己学习内容的复习,夯实基础,也方便和相同专业的同学进行交流。

千里之行,始于足下,九层之台,起于累土。《通信系统仿真及实现》课程中的所获所思,也极大帮助我找工作的笔试和面试过程。因此,也希望更多通信人能够学习《通信系统仿真及实现》课程,投资自己,终身学习。

三、新课《GPS软件接收机的仿真和实现之捕获算法》上架

看到这个课程《GPS软件接收机的仿真和实现之捕获算法》,我很激动!据算法工匠介绍,他在讲解的过程中,不仅考虑到产品设计的诸多因素,也考虑了如何让大家循序渐进的学!从如何生成CA码、GPS信号的生成开始讲起,注重仿真和实际环境的交换,介绍仿真过程中的相关注意事项,总之,就是将他本人的工作经验再次融入到当年的学习过程,有种重走学习路的感觉。

算法工匠准备多年的课程终于来啦!他希望能够帮助大家在科研的路上少走弯路,快速前进!后续还会有跟踪算法和实际产品研发等内容。

以下是课程安排


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工程经验需要传播!工科生一定要注重理论和实践的结合!课程会不断的补充更新,这是本人课程的特色。知识的传播永不停止。欢迎订阅用户在知识圈向我提问或加入订阅用户交流群,抱团一起学习和进步。
(完)
作者:知乎陈老湿 仿真秀订阅用户
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首次发布时间:2022-05-04
最近编辑:2年前
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