【正文】 .................. 8 第三章 MATLAB 通信工具箱 ..................................................................................... 9 MATLAB通信工具箱概述 ....................................................................................... 9 通信工具箱模塊 ........................................................................................... ……… .9 MATLAB通信工具箱的函數(shù)庫 ............................................................................. 11 小結(jié) .......................................................................................................................... 14 第四章 現(xiàn)代通信系統(tǒng) ................................................................................................... 14 通信系統(tǒng)的一般模型 .............................................................................................. 15 模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型 .............................................................. 16 模擬通信系統(tǒng)模型 .......................................................................................... 16 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 .......................................................................................... 17 與模擬通信相比數(shù)字通信的主要特點 .......................................................... 18 小結(jié) .......................................................................................................................... 19 第五章 模擬信號的數(shù)字傳輸研究及其仿真 ......................................................... 20 模擬信號的數(shù)字傳 輸模型及抽樣定理 .................................................................. 20 模擬信號的數(shù)字傳輸模型 .............................................................................. 20 抽樣定理 .......................................................................................................... 20 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） ii 模擬信號的量化 ...................................................................................................... 21 均勻量化 .......................................................................................................... 21 非均勻 量化 ...................................................................................................... 21 脈沖編碼調(diào)制及差分脈沖編碼調(diào)制原理 .............................................................. 22 脈沖編碼調(diào)制 (PCM)原理 ............................................................................... 22 差分脈沖編碼調(diào)制 (DPCM)原理 .................................................................... 23 數(shù)字通信系統(tǒng)的建模與仿真 .................................................................................. 24 基本步驟 .......................................................................................................... 24 數(shù)字電話通信系統(tǒng)簡介 .................................................................................. 24 系統(tǒng)仿真的軟件實現(xiàn) ...................................................................................... 25 小結(jié) .......................................................................................................................... 27 第六章 結(jié)論 ...................................................................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 29 致謝 ......................................................................................................................................... 30 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 緒 論 通信系統(tǒng)仿真概念及其重要作用 通信系統(tǒng)仿真的概念 仿真是衡量系統(tǒng)性能的工具 ， 它通過仿真模型的仿真結(jié)果來判斷原系統(tǒng)的性能 ， 從而為新系統(tǒng)的建立或原系統(tǒng)的改造提供可靠的參考。通過仿真 ， 可以降低新系統(tǒng)失敗的可能性，消除系統(tǒng)中潛在的瓶頸 ， 防止對系統(tǒng)中某些功能部件造成過量的負(fù)載 ， 優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能 ， 因此 ， 仿真是科學(xué)研究和工程建設(shè)中不可缺少的方法 [12]。 實 際的通信系統(tǒng)是一個功能結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，對這個系統(tǒng)作出的任何改變 (如改變某個參數(shù)的設(shè)置、改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等 )都可能影響到整個系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定。因此，在對原有的通信系統(tǒng)作出改進(jìn)或建立一個新系統(tǒng)之前，通常需要對這個系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，通過仿真結(jié)果衡量方案的可行性，從中選擇最合理的系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置，然后再應(yīng)用于實際系統(tǒng)中，這個過程就是通信系統(tǒng)仿真 [15]。 通信系統(tǒng)仿真可以分成離散事件仿真和連續(xù)事件仿真。在離散事件仿真中，仿真系統(tǒng)只對離散事件做出反應(yīng)，而在連續(xù)事件仿真中，仿真系統(tǒng)對輸入信號產(chǎn)生連續(xù)的輸出信號。離 散事件仿真是對實際通信系統(tǒng)的一種簡化，它的仿真建模比較簡單，整個仿真過程需要花費的時間也比連續(xù)仿真少。雖然離散事件仿真舍棄了一些仿真細(xì)節(jié)，在有些場合顯得不夠具體，但仍然是通信系統(tǒng)仿真的主要形式。 與一般的仿真過程類似，在對通信系統(tǒng)實施仿真之前，首先需要研究通信系統(tǒng)的特性，通過歸納和抽象建立通信系統(tǒng)的仿真模型。圖 示意圖。從圖中可以看到，通信系統(tǒng)仿真是一個循環(huán)往復(fù)的過程，它從當(dāng)前系統(tǒng)出發(fā)，通過分析建立起一個能夠在一定程度上描述原通信系統(tǒng)的仿真模型，然后通過仿真實驗得到相關(guān)的數(shù)據(jù) 。通過對仿真數(shù)據(jù)的分析可以得到相應(yīng)的結(jié)論，然后把這個結(jié)論應(yīng)用到對當(dāng)前通信系統(tǒng)的改造中。如果改造后通信系統(tǒng)的性能并不像仿真結(jié)果那樣令人滿意，還需要重新實施通信系統(tǒng)仿真，這時候改造后的通信系統(tǒng)就成了當(dāng)前系統(tǒng)，并且開始新一輪的通信系統(tǒng)仿真過程。湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 圖 通信系統(tǒng)仿真的流程 通信系統(tǒng)仿真的重要作用 在過去的幾十年里，通信和信號處理系統(tǒng)的復(fù)雜程度顯著地提高了。與此同時出現(xiàn)了一系列新的技術(shù)，如用于數(shù)字信號處理的價格不高但速度很快的硬件、光纖光 學(xué)器件、集成光學(xué)設(shè)備和單片微波集成電路，這些對通信系統(tǒng)的實現(xiàn)均有重要影響。通信系統(tǒng)復(fù)雜度的提高使得用來分析和設(shè)計系統(tǒng)的時間和精力也相應(yīng)提高了，然而在商用產(chǎn)品中引入新技術(shù)要求設(shè)計能做到短時、高效、省力，而這些要求只有通過使用強(qiáng)大的計算機(jī)輔助分析和設(shè)計工具才能實現(xiàn)。所以，通信系統(tǒng)仿真在通信系統(tǒng)工程設(shè)計中起著舉足輕重的作用。 通信系統(tǒng)仿真問題的提出、研究價值及研究現(xiàn)狀 通信系統(tǒng)仿真問題的提出 通信系統(tǒng)的性能可以用基于公式的計算方法、波形級仿真或通過硬件樣機(jī)研究和測量來估計得到。以簡化模型為 基礎(chǔ)的公式法只能應(yīng)用于一些理想化和過于簡單的例子，要想估計出復(fù)雜通信系統(tǒng)的性能是非常困難的?；跍y量的性能估計方法通常代價很高，并且很不靈活。用基于仿真的方法來估計性能時，系統(tǒng)可以用任何所期待的細(xì)節(jié)來模擬。與公式法或測量法相比較，仿真的方法能更好的利用設(shè)計空間，很容易將數(shù)字和經(jīng)驗?zāi)Ｐ徒Y(jié)合起來 ， 并結(jié)合設(shè)備和真實信號的特點進(jìn)行分析和設(shè)計。 當(dāng)前 系統(tǒng) 仿真建模 仿真實驗 仿真分析 結(jié)論分析 改造后的系統(tǒng) 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 通信系統(tǒng)仿真問題的研究價值 通信系統(tǒng)仿真實質(zhì)上就是把硬件實驗搬進(jìn)了計算機(jī)，可以把它看成是一種軟件實驗。在硬件實驗系統(tǒng)中，用各種電子元器件制作出通信系統(tǒng)中的理論 模型所規(guī)定的各個模塊，再把它們通過導(dǎo)線或電纜等接在一起，然后再用示波器、頻譜議、誤碼儀等通信儀表做各種測量，最后分析測量結(jié)果。在軟件實驗中我們也是這樣做，只不過所有通信模塊及通信儀表的功能都是用程序來實現(xiàn)的，通信系統(tǒng)的全過程在計算機(jī)中仿真運(yùn)行。雖然軟件實驗不像硬件實驗?zāi)菢幼屓烁械健罢鎸崱?，但對于許多通信問題的研究來說的確非常有效。與硬件實驗相比，軟件實驗具有如下一些優(yōu)點 ： (1)軟件實驗具有廣泛的適應(yīng)性和極好的靈活性。在硬件實驗中改變系統(tǒng)參數(shù)也許意味著要重做硬件，而在軟件實驗中則是改一、兩個數(shù)據(jù)，甚至只是在 屏幕上按幾下鼠標(biāo)。 (2)軟件實驗更有助于我們較為全面地研究通信系統(tǒng)。有許多問題，通過硬件實驗來研究可能非常困難，但在軟件實驗中卻易于解決。 (3)硬件實驗的精確度取決于元器件及工藝水平，軟件實驗的精度取決于 CPU的運(yùn)算速度或者說是程序的運(yùn)算量。 (4)軟件實驗建設(shè)開發(fā)周期短，成本低。 通信系統(tǒng)仿真問題的研究現(xiàn)狀 計算機(jī)輔助分析和設(shè)計技術(shù)發(fā)展十分迅速，出現(xiàn)了大量實用仿真軟件與工具，并應(yīng)用于通信系統(tǒng)建模、分析和設(shè)計，使得通信系統(tǒng)仿真發(fā)展很快。計算機(jī)輔助技術(shù)基本上有兩大類，一是基于公式的方法，用計 算機(jī)計算復(fù)雜的公式 ； 二是用計算機(jī)仿真系統(tǒng)的信號波形，即波形級仿真。 通信系統(tǒng)仿真應(yīng)用到了通信系統(tǒng)工程設(shè)計的各個階段，無論是從早期的概念設(shè)計，還是實現(xiàn)、測試、使用等各個階段。在概念定義階段，通信系統(tǒng)仿真獲得頂層指標(biāo) ； 在接下來的設(shè)計和研發(fā)中，通信系統(tǒng)仿真確定硬件研發(fā)的指標(biāo)，檢驗己完成子系統(tǒng)對整個系統(tǒng)性能的影響 ； 在運(yùn)行階段，通信系統(tǒng)仿真可以用來確定解決問題的方法 ； 通信系統(tǒng)仿真還可以預(yù)測系統(tǒng)的使用壽命。 現(xiàn)代計算機(jī)軟硬件技術(shù)的快速發(fā)展，新一代的可視化的仿真軟件的使用使得通信系統(tǒng)仿真的設(shè)計和分析過程變得相對直觀和便捷 ，推動了通信系統(tǒng)仿真的快速發(fā)展 。 本論文的主要內(nèi)容 現(xiàn)代社會發(fā)展要求通信系統(tǒng)功能越來越強(qiáng)，性能越來越高，構(gòu)成越來越復(fù)雜 ； 另一方面，要求通信系統(tǒng)技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)縮短周期，降低