我今天的文章是一个几乎偶然地走上编程道路的人的想法（尽管很自然）。

是的，我知道我的经验只是我的经验，但在我看来，这很符合大趋势。 此外，以下描述的经验与科学活动领域更为相关，但是到底是不是在开玩笑-它可以在外面派上用场。

资料来源： https : //xkcd.com/664/

总的来说，他致力于从以前的学生到所有真正的学生！

期望值

2014年，当我完成了“信息与通信技术和通信系统”的本科学位时，我几乎对编程世界一无所知。 是的，我像许多人一样，在第一年就学习了计算机科学，但是，我的天哪，那是在第一年！ 好久不见了！

总的来说，我没有想到与本科生有什么特别的不同，而且我没有想到要参加德国-俄罗斯新技术学院的硕士课程“通信与信号处理” 。

但是徒劳的...

我们只是第二组，而第一组的人只是在遥远的德国收拾行李（在研究生院的第二年实习需要六个月）。 换句话说，最近的一个圈子还没有认真对待欧洲教育方法，也没有太多关于细节的问题了。

当然，在第一年，我们有各种各样的实践，通常会为我们提供民主的选择，包括编写脚本（主要是在MATLAB中）和使用不同的高度专业化的GUI（即无需编写脚本即模拟环境）。

不用说，我们，未来的科学大师，由于我们年轻的愚蠢，如火，避免编写代码。 例如，在这里，他是MathWorks的Simulink：这是块，这里是通信，这里是各种设置和开关。

所以在我们看来...

现实性

第一学期的实际工作之一是在“建模与优化方法”主题的框架内开发OFDM信号收发器。 这个想法非常成功：由于该技术在Wi-Fi和LTE / LTE-A网络（以OFDMA的形式）中的使用，因此该技术仍然具有实用性并且非常受欢迎。 对于硕士来说，最重要的事情是训练他们在电信系统建模中的技能。

现在，我们为技术规范提供了几种选项，这些选项具有明显不切实际的框架参数（以免在Internet上寻找解决方案），并且我们攻击了已经提到的Simulink……头上有一个现实的茶壶：

• 每个块都充满了许多未知参数，这些参数从kondachka来看是很恐怖的。
• 看似需要做一些操纵数字，这很简单，但是上帝禁止所有同样的事情来围栏。
• 忙于使用GUI，即使在浏览可用块库的阶段，大教堂汽车也明显减速。
• 要在家中完成某些工作，您需要具有相同的Simulink。 实际上，没有其他选择。

是的，最后，我们当然完成了该项目，但是在完成时感到非常欣慰。

一段时间过去了，我们来到了硕士课程的第一年末。 尽管没有达到范式转换的地步，但使用GUI进行的家庭作业的数量却随着德国科目的比例的增加而按比例下降。 我们中的许多人，包括我在内，克服了我们积累的大量精力，越来越多地在其科学项目中使用了Matlab（尽管以工具箱的形式），而不是看似熟悉的Simulink。

我们怀疑的重点是其中一个二年级学生的话（当时他们刚刚回到俄罗斯）：

• 至少在您实习期间，忘记Similink，MathCad和其他LabView的知识-每个人都使用MatLab本身或其免费的Octave版本在MATLAB中编写代码，

声明部分是正确的：在伊尔默瑙（Ilmenau），关于工具选择的争议也没有解决。 没错，选择主要是在MATLAB，Python和C语言之间进行。

在同一天，逻辑上的兴奋带给了我：我可以将OFDM发射机模型的一部分转换成脚本形式吗？ 只是为了好玩。

我去上班了

一步一步

除了理论上的计算，我将链接到tgx于2011年发表的这篇出色文章以及 Michel-Thiel教授（TU Ilmenau） 在LTE物理级别上的幻灯片。 我认为就足够了。

“所以，”我想，“让我们重复一下我们要建模的东西吗？”
我们将模拟OFDM帧发生器。

内容包括：

• 信息符号
• 导频信号
• 零（DC）

从什么（为了简单起见）中我们抽象出：

• 通过对循环前缀进行建模（如果您了解基础知识，则添加起来并不困难）

正在考虑的模型的框图。 我们将停止到返回FFT（IFFT）的块。 每个人都可以继续自己完成剩下的事情-我向部门的老师保证要给学生一些东西。

我们为自己定义那些。 任务：

• 固定数量的子载波；
• 固定帧长；
• 我们必须在帧的中间加上一个零，在帧的开头和结尾加上一对零（总共5个）；
• 信息符号使用M-PSK或M-QAM进行调制，其中M是调制阶数。

进入代码。

整个脚本可以在这里下载。

定义输入参数：

clear all; close all; clc M = 4; % eg QPSK N_inf = 16; % number of subcarriers (information symbols, actually) in the frame fr_len = 32; % the length of our OFDM frame N_pil = fr_len - N_inf - 5; % number of pilots in the frame pilots = [1; j; -1; -j]; % pilots (QPSK, in fact) nulls_idx = [1, 2, fr_len/2, fr_len-1, fr_len]; % indexes of nulls 

现在，假设导频信号必须一定在零之前和/或之后，我们定义信息符号的索引：

 idx_1_start = 4; idx_1_end = fr_len/2 - 2; idx_2_start = fr_len/2 + 2; idx_2_end = fr_len - 3; 

然后，可以使用linspace函数确定位置， 并将值转换为最接近的整数中的最小值：

 inf_idx_1 = (floor(linspace(idx_1_start, idx_1_end, N_inf/2))).'; inf_idx_2 = (floor(linspace(idx_2_start, idx_2_end, N_inf/2))).'; inf_ind = [inf_idx_1; inf_idx_2]; % simple concatenation 

为此添加零索引并排序：

 %concatenation and ascending sorting inf_and_nulls_idx = union(inf_ind, nulls_idx); 

因此，导频信号索引是其他所有内容：

 %numbers in range from 1 to frame length % that don't overlape with inf_and_nulls_idx vector pilot_idx = setdiff(1:fr_len, inf_and_nulls_idx); 

现在让我们处理导频信号。

我们有一个模板（ pilots变量），假设我们希望将飞行员从该模板顺序插入到我们的框架中。 当然，这可以循环进行。 使用矩阵可以使您更加明智-MATLAB的优势使您可以轻松地做到这一点。

首先，确定有多少种此类图案完全适合框架：

 pilots_len_psudo = floor(N_pil/length(pilots)); 

接下来，我们形成一个矢量，其中包含我们的模板：

 % linear algebra tricks: mat_1 = pilots*ones(1, pilots_len_psudo); % rank-one matrix resh = reshape(mat_1, pilots_len_psudo*length(pilots),1); % vectorization 

我们定义了一个仅包含一部分模板的小矢量-“尾巴”，它不完全适合框架：

 tail_len = fr_len - N_inf - length(nulls_idx) ... - length(pilots)*pilots_len_psudo; tail = pilots(1:tail_len); % "tail" of pilots vector 

我们得到了试点符号：

 vec_pilots = [resh; tail]; % completed pilots vector that frame consists 

我们转向信息符号，即，我们将形成一条消息并对其进行调制：

 message = randi([0 M-1], N_inf, 1); % decimal information symbols if M >= 16 info_symbols = qammod(message, M, pi/4); else info_symbols = pskmod(message, M, pi/4); end 

一切准备就绪！ 将框架放在一起：

 %% Frame construction frame = zeros(fr_len,1); frame(pilot_idx) = vec_pilots; frame(inf_ind) = info_symbols 

结果应该是这样的：

 frame = 0.00000 + 0.00000i 0.00000 + 0.00000i 1.00000 + 0.00000i -0.70711 - 0.70711i -0.70711 - 0.70711i 0.70711 + 0.70711i 0.00000 + 1.00000i -0.70711 + 0.70711i -0.70711 + 0.70711i -1.00000 + 0.00000i -0.70711 + 0.70711i -0.70711 - 0.70711i 0.00000 - 1.00000i 0.70711 + 0.70711i 1.00000 + 0.00000i 0.00000 + 0.00000i 0.00000 + 1.00000i 0.70711 - 0.70711i -0.70711 + 0.70711i -1.00000 + 0.00000i -0.70711 + 0.70711i 0.70711 + 0.70711i 0.00000 - 1.00000i -0.70711 - 0.70711i 0.70711 + 0.70711i 1.00000 + 0.00000i 0.70711 - 0.70711i 0.00000 + 1.00000i 0.70711 - 0.70711i -1.00000 + 0.00000i 0.00000 + 0.00000i 0.00000 + 0.00000i 

“嗡嗡声！” -我想得很清楚，然后关闭了笔记本电脑。 我花了几个小时才能完成所有工作：包括编写代码，学习一些Matlab函数以及通过数学技巧进行思考。

那我得出什么结论

主观

• 编写代码很不错，类似于诗歌！
• 脚本是通信和信号处理领域最便捷的研究方法。

目的 ：

• 无需从大炮中射麻雀（如果这样的教育目标当然不值得）：使用Simulink，我们开始着手使用复杂的工具解决简单的任务。
• GUI很不错，但是了解幕后的东西更好。

现在，我离学生远了，我想向学生们的兄弟会讲以下几点：

• 加油！

尝试编写代码，即使一开始会很糟糕。 与其他活动一样，编程是一个开始。 最好早点开始：如果您是科学家，甚至只是技术人员，迟早将需要此技能。

• 需求！

需要教育工作者和监督者的创新方法和工具。 如果可以的话，当然要尽可能...

• 做吧！

如果不是教育计划的一部分，那么生一个初生疮的病在哪里更好？ 创建并磨练您的技能-同样，越早开始越好。

来自所有国家的新手程序员，团结一致！

聚苯乙烯

为了记录我与学生的直接关系，我附上一张由两位校长撰写的2017年令人难忘的照片：彼得·沙夫（Peter Sharff，右）和阿尔伯特·哈里索维奇（Albert Harisovich Gilmutdinov，左）。

至少为了这样的服装，值得完成程序！ （开个玩笑）