【正文】 ............. 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。 然后介紹了 MATLAB通信工具箱及通信系統(tǒng)的一般模型，并對(duì)模擬通信和數(shù)字通信進(jìn)行了比較。Communication system。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)。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)。有許多問題，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。 本論文的主要內(nèi)容 現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展要求通信系統(tǒng)功能越來(lái)越強(qiáng)，性能越來(lái)越高，構(gòu)成越來(lái)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，降低成本，提高水平。應(yīng)該注意的是，通信系統(tǒng)仿真是一個(gè)螺旋式發(fā)展的過(guò)程，因此，這 3個(gè)步驟可能需要循環(huán)執(zhí)行多次之后才能夠獲得令人滿意的仿真結(jié)果 。例如，我們可以設(shè)定改造后系統(tǒng)或新系統(tǒng)在達(dá)到系統(tǒng)最大容量時(shí)的誤幀率等等。 實(shí)施仿真之前需要確定的另外一個(gè)因素是性能尺度。 （ 3）仿真分析 仿真分析是一個(gè)通信系統(tǒng)仿真流程中的最后一個(gè)步驟。另外， Simulink把具有特定功能的代碼組織成模塊的方式，并且這些模塊可以組織成具有等級(jí)結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)，因此具有內(nèi)在的模塊化設(shè)計(jì)要求。用戶可以通過(guò)將模塊組成子系統(tǒng)建立多級(jí)模型。 4）與 MATLAB和工具箱集成 由于 Simulink可以直接利用 MATLAB的數(shù)學(xué)、圖形和編程功能，用戶可以直接在Simulink下完成諸如數(shù)據(jù)分析、過(guò)程自動(dòng)化、優(yōu)化參數(shù)等工作。 另外， MathWorks 為用戶從算法設(shè)計(jì)、建模仿真，一直到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提供了完整的解決方案。同時(shí)，通信工具箱提供了在線交互式演示，以方便用戶學(xué)習(xí)和使用。 另外，為了進(jìn)行通信系統(tǒng)的全系統(tǒng)仿真， Simulink通信系統(tǒng)仿真模型庫(kù)提供了通帶和基帶二種類別的信道模型，其中，通帶信道有 4種模型，基帶信道有 6種模型。調(diào)用方式和可選擇的方式等等）。其中使用最廣泛的就是利用無(wú)線電信號(hào)在長(zhǎng)距離上進(jìn)行通信。信道是指?jìng)鬏斝盘?hào)的物理媒質(zhì)。連續(xù)消息也稱模擬消息。模擬信號(hào)也稱連續(xù)信號(hào)，這個(gè)連續(xù)是指信號(hào)的某一參量可以連續(xù)變化，或者說(shuō)在某一取值范圍內(nèi)可以取無(wú)窮多個(gè)值，而不一定在時(shí)間上也連續(xù)，如抽樣信號(hào)。由于原始電信號(hào)通常具有很低的頻譜分量，一般不宜直接傳輸，因此常常需要有第二種變換：將原始電信號(hào)變換成其頻帶適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，并在接收端進(jìn)行反變換。 圖 模擬通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)的發(fā)送端包括信號(hào)調(diào)制和多址接入兩部分。為此在發(fā)送端需增加一個(gè)信道編碼器，而在接收端相應(yīng)地需要一個(gè)信道譯碼器。當(dāng)然，實(shí)際上的數(shù)字通信系統(tǒng)并非一定要如圖 所有的模塊。 圖 數(shù)字 通信系統(tǒng)發(fā)送設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖 理論上，接收是發(fā)送的逆過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）抗干擾能力強(qiáng)。 數(shù)據(jù)解 壓縮 差錯(cuò)控 制譯碼 濾波器 解調(diào) 信源譯碼 信道 信宿 數(shù)據(jù) 壓縮 差錯(cuò)控 制編碼 多址 接入 其它信號(hào) 數(shù)字 調(diào)制 信源編碼 信源 信道 圖 數(shù)字通信系統(tǒng)接收設(shè)備組成框圖 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 （ 3）易于與各種數(shù)字終端接口，用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、加工、變換、存儲(chǔ)，從而形成智能網(wǎng)。如計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)可以通過(guò)模擬電話線傳輸，但這時(shí)必須使用調(diào)制解調(diào)器（ Modem）將數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行正弦調(diào)制，以適應(yīng)模擬信道的傳輸特性。 抽樣定理告訴我們，如果對(duì)某一個(gè)帶寬有限的時(shí)間連續(xù)信號(hào) (模擬信號(hào) )進(jìn)行抽樣，且 抽樣速率達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，那么根據(jù)這些抽樣值就能夠準(zhǔn)確地確定原信號(hào)。均勻量化的每個(gè)量化區(qū)間的量化電平均取在 各 區(qū)間的中點(diǎn)。 μ壓縮律 ? ??。抽樣是把一個(gè)時(shí)間連續(xù)的信號(hào)變換成時(shí)間離散的信號(hào)，而量化則是將取值連續(xù)的抽樣變成取值離散的抽樣。采用脈碼調(diào)制的模擬信號(hào)數(shù)字傳輸系統(tǒng)如圖 ?？紤]到現(xiàn)有大量的模擬通信系統(tǒng)這一事實(shí)，目前還常常需要利用它來(lái)傳輸數(shù)字信號(hào)。 （ 2）差錯(cuò)可控。但是，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超過(guò)模擬通信，成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。信源編碼過(guò)程用數(shù)字信號(hào)來(lái)代替模擬信號(hào)；數(shù)據(jù)壓縮過(guò)程則將原始消息轉(zhuǎn)換成壓縮了的信息，是信息中攜帶的比特?cái)?shù)比壓縮前少，接收端可以通過(guò)數(shù)據(jù)解壓縮過(guò)程壓縮過(guò)的信息中恢復(fù)出原始的消息；差錯(cuò)控制編碼過(guò)程則給信息增加冗余的差錯(cuò)檢驗(yàn)和差錯(cuò)糾正比特，接收端可以利用這些多余的比特信息來(lái)檢驗(yàn)傳送中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，或糾正其中部分錯(cuò)誤；數(shù)字調(diào)制過(guò)程可以用數(shù)字信息映射為模擬信息，并使用高頻信號(hào)來(lái)攜帶該模擬信息。 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)字通信系統(tǒng)一般可用圖 。第二，數(shù)字基帶信號(hào)傳輸時(shí)，由于信道噪聲或干擾所造成的差錯(cuò)，原則上是可以控 制的。 模擬通信系統(tǒng)模型可由圖 ，如圖 。系統(tǒng)中需要兩種變換。電信號(hào) 的參量攜帶著模擬消息，則該參量必將是連續(xù)取值的，稱這樣的信號(hào)為模擬信號(hào)。 信源發(fā)出的消息可以分為兩類：一類稱為連續(xù)消息；另一類稱為離散消息。 發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信源和信道匹配起來(lái)，即將信源產(chǎn)生的消息信號(hào)變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。然而，當(dāng)兩個(gè)人 之間的距離很遠(yuǎn)時(shí)，聲音無(wú)法經(jīng)歷長(zhǎng)距離的傳輸而被另一個(gè)人聽到。在 MATLAB命令窗口輸 入以下命令： help m 可打開通信工具箱中的函數(shù)名稱和內(nèi)容列表： Signal Sources（信號(hào)源函數(shù)） randerr Generate bit error patterns. randint Generate matrix of uniformly distributed random integers. randsrc Generate random matrix using prescribed alphabet. wgn Generate white Gaussian noise. Signal Analysis Functions（信號(hào)分析函數(shù)） biterr Compute number of bit errors and bit error rate. eyediagram Generate an eye diagram. scatterplot Generate a scatter plot. symerr Compute number of symbol errors and symbol error rate. Source Coding（信源編碼） arithdeco Decode binary code using arithmetic decoding. arithenco Encode a sequence of symbols using arithmetic coding. pand Source code mulaw or Alaw pressor or expander. dpcmdeco Decode using differential pulse code modulation. dpcmenco Encode using differential pulse code modulation. dpcmopt Optimize differential pulse code modulation parameters. lloyds Optimize quantization parameters using the Lloyd algorithm. quantiz Produce a quantization index and a quantized output value. ErrorControl Coding（差錯(cuò)控制編碼函數(shù)） bchpoly Produce parameters or generator polynomial for binary BCH code. convenc Convolutionally encode binary data. cyclgen Produce paritycheck and generator matrices for cyclic code. cyclpoly Produce generator polynomials for a cyclic code. decode Block decoder. 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 encode Block encoder. gen2par Convert between paritycheck and generator matrices. gfweight Calculate the minimum distance of a linear block code. hammgen Produce paritycheck and generator matrices for Hamming code. rsdec ReedSolomon decoder. rsenc ReedSolomon encoder. rsdecof Decode an ASCII file that was encoded using ReedSolomon code. rsencof Encode an ASCII file using ReedSolomon code. rsgenpoly Produce ReedSolomon code generator polynomial. syndtable Produce syndrome decoding table. vitdec Convolutionally decode binary data using the Viterbi algorithm. LowerLevel Functions for ErrorControl Coding（差錯(cuò)控制編碼的底層函數(shù)） bchdeco BCH decoder. bchenco BCH encoder. Modulation/Demodulation.（調(diào)制 /解調(diào)函數(shù)） ademod Analog passband demodulator. ademodce Analog baseband demodulator. amod Analog passband modulator. amodce Analog baseband modulator. apkconst Plot a bined circular ASKPSK signal constellation. ddemod Digital passband demodulator. ddemodce Digital baseband demodulator. demodmap Demap a digital message from a demodulated signal. dmod D