【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(kù) ............................................................................. 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(diǎn) .......................................................... 18 小結(jié) .......................................................................................................................... 19 第五章 模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸研究及其仿真 ......................................................... 20 模擬信號(hào)的數(shù)字傳 輸模型及抽樣定理 .................................................................. 20 模擬信號(hào)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(jì)（論文） ii 模擬信號(hào)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(jiǎn)介 .................................................................................. 24 系統(tǒng)仿真的軟件實(shí)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(jì)（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(guò)仿真模型的仿真結(jié)果來(lái)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(guò)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(duì)系統(tǒng)中某些功能部件造成過(guò)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(shí) 際的通信系統(tǒng)是一個(gè)功能結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，對(duì)這個(gè)系統(tǒng)作出的任何改變 (如改變某個(gè)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(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定。因此，在對(duì)原有的通信系統(tǒng)作出改進(jìn)或建立一個(gè)新系統(tǒng)之前，通常需要對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，通過(guò)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(shí)際系統(tǒng)中，這個(gè)過(guò)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(duì)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(duì)輸入信號(hào)產(chǎn)生連續(xù)的輸出信號(hào)。離 散事件仿真是對(duì)實(shí)際通信系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)化，它的仿真建模比較簡(jiǎn)單，整個(gè)仿真過(guò)程需要花費(fèi)的時(shí)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(chǎng)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(guò)程類似，在對(duì)通信系統(tǒng)實(shí)施仿真之前，首先需要研究通信系統(tǒng)的特性，通過(guò)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(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，它從當(dāng)前系統(tǒng)出發(fā)，通過(guò)分析建立起一個(gè)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(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得到相關(guān)的數(shù)據(jù) 。通過(guò)對(duì)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(gè)結(jié)論應(yīng)用到對(duì)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(shí)施通信系統(tǒng)仿真，這時(shí)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(guò)程。湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(guò)去的幾十年里，通信和信號(hào)處理系統(tǒng)的復(fù)雜程度顯著地提高了。與此同時(shí)出現(xiàn)了一系列新的技術(shù)，如用于數(shù)字信號(hào)處理的價(jià)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(duì)通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)均有重要影響。通信系統(tǒng)復(fù)雜度的提高使得用來(lái)分析和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)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(jì)能做到短時(shí)、高效、省力，而這些要求只有通過(guò)使用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)工具才能實(shí)現(xiàn)。所以，通信系統(tǒng)仿真在通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中起著舉足輕重的作用。 通信系統(tǒng)仿真問(wèn)題的提出、研究?jī)r(jià)值及研究現(xiàn)狀 通信系統(tǒng)仿真問(wèn)題的提出 通信系統(tǒng)的性能可以用基于公式的計(jì)算方法、波形級(jí)仿真或通過(guò)硬件樣機(jī)研究和測(cè)量來(lái)估計(jì)得到。以簡(jiǎn)化模型為 基礎(chǔ)的公式法只能應(yīng)用于一些理想化和過(guò)于簡(jiǎn)單的例子，要想估計(jì)出復(fù)雜通信系統(tǒng)的性能是非常困難的?；跍y(cè)量的性能估計(jì)方法通常代價(jià)很高，并且很不靈活。用基于仿真的方法來(lái)估計(jì)性能時(shí)，系統(tǒng)可以用任何所期待的細(xì)節(jié)來(lái)模擬。與公式法或測(cè)量法相比較，仿真的方法能更好的利用設(shè)計(jì)空間，很容易將數(shù)字和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)合起來(lái) ， 并結(jié)合設(shè)備和真實(shí)信號(hào)的特點(diǎn)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。 當(dāng)前 系統(tǒng) 仿真建模 仿真實(shí)驗(yàn) 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(jì)（論文） 3 通信系統(tǒng)仿真問(wèn)題的研究?jī)r(jià)值 通信系統(tǒng)仿真實(shí)質(zhì)上就是把硬件實(shí)驗(yàn)搬進(jìn)了計(jì)算機(jī)，可以把它看成是一種軟件實(shí)驗(yàn)。在硬件實(shí)驗(yàn)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(gè)模塊，再把它們通過(guò)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(cè)量，最后分析測(cè)量結(jié)果。在軟件實(shí)驗(yàn)中我們也是這樣做，只不過(guò)所有通信模塊及通信儀表的功能都是用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通信系統(tǒng)的全過(guò)程在計(jì)算機(jī)中仿真運(yùn)行。雖然軟件實(shí)驗(yàn)不像硬件實(shí)驗(yàn)?zāi)菢幼屓烁械健罢鎸?shí)”，但對(duì)于許多通信問(wèn)題的研究來(lái)說(shuō)的確非常有效。與硬件實(shí)驗(yàn)相比，軟件實(shí)驗(yàn)具有如下一些優(yōu)點(diǎn) ： (1)軟件實(shí)驗(yàn)具有廣泛的適應(yīng)性和極好的靈活性。在硬件實(shí)驗(yàn)中改變系統(tǒng)參數(shù)也許意味著要重做硬件，而在軟件實(shí)驗(yàn)中則是改一、兩個(gè)數(shù)據(jù)，甚至只是在 屏幕上按幾下鼠標(biāo)。 (2)軟件實(shí)驗(yàn)更有助于我們較為全面地研究通信系統(tǒng)。有許多問(wèn)題，通過(guò)硬件實(shí)驗(yàn)來(lái)研究可能非常困難，但在軟件實(shí)驗(yàn)中卻易于解決。 (3)硬件實(shí)驗(yàn)的精確度取決于元器件及工藝水平，軟件實(shí)驗(yàn)的精度取決于 CPU的運(yùn)算速度或者說(shuō)是程序的運(yùn)算量。 (4)軟件實(shí)驗(yàn)建設(shè)開發(fā)周期短，成本低。 通信系統(tǒng)仿真問(wèn)題的研究現(xiàn)狀 計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展十分迅速，出現(xiàn)了大量實(shí)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(jì)，使得通信系統(tǒng)仿真發(fā)展很快。計(jì)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(jì) 算機(jī)計(jì)算復(fù)雜的公式 ； 二是用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的信號(hào)波形，即波形級(jí)仿真。 通信系統(tǒng)仿真應(yīng)用到了通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，無(wú)論是從早期的概念設(shè)計(jì)，還是實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、使用等各個(gè)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(lái)的設(shè)計(jì)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(yàn)己完成子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)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(lái)確定解決問(wèn)題的方法 ； 通信系統(tǒng)仿真還可以預(yù)測(cè)系統(tǒng)的使用壽命。 現(xiàn)代計(jì)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(jì)和分析過(guò)程變得相對(duì)直觀和便捷 ，推動(dòng)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(huì)