【正文】 (4)圖紙符合工程制圖規(guī)范 6 發(fā)題時(shí)間： 2021 年 3 月 1 日 指導(dǎo)教師： （簽名） 學(xué) 生： （簽名） 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語 指導(dǎo)人： （簽名） 年 月 日 指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)： 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語 評(píng)閱人： （簽名） 年 月 日 評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)： 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄 日期： 學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 題目： 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 答辯委員會(huì)下列材料： 1 設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 頁 2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁 3 指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語 共 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 答辯委員會(huì) 評(píng)語： 答辯委員會(huì)主任： （簽名） 委員： （簽名） （簽名） （簽名） （簽名） 答辯成績(jī)： 總評(píng)成績(jī)： 摘 要 本文首先介紹了通信系統(tǒng)仿真的基本內(nèi)容， 包括通信系統(tǒng)仿真的一般步驟，MATLAB中的可視化仿真工具 Simulink的相關(guān)概念。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)仿真過程需要花費(fèi)的時(shí)間也比連續(xù)仿真少。 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)。這樣尖銳對(duì)立的兩個(gè)方面的要求，只有通過使用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)技術(shù)和工具才能實(shí)現(xiàn)。有了這些具體的仿真目標(biāo)之后，下一步是獲取實(shí)際通信系統(tǒng)的各種運(yùn)行參數(shù)，如通信系統(tǒng)占用的帶寬及其頻率分布，系統(tǒng)對(duì)于特定的輸入信號(hào)產(chǎn)生的輸出等。在仿真分析過程中，用戶已經(jīng)從仿真過程中獲得了足夠多的關(guān)于系統(tǒng)性能的信息，但是這些信息只是一個(gè)原始的數(shù)據(jù)，一般還需要經(jīng)過數(shù)值分析和處理才能夠獲得衡量系統(tǒng)性能的尺度，從而獲 得對(duì)仿真系統(tǒng)的一個(gè)總體評(píng)價(jià)。對(duì)塊和連接的數(shù)目沒有限制。而且，為了方便用戶系統(tǒng)的實(shí)施， MathWorks 公司還開發(fā)了實(shí)施軟件包，如TI和 Mortorola 開發(fā)工具包，以方便用戶進(jìn)行目標(biāo)系統(tǒng)的開發(fā)。 在打開的窗口中在雙擊“ Comm Tbx Library”的圖標(biāo)，最終可以看到通信工具箱仿真模塊的最頂層模塊庫。 一個(gè)通信系統(tǒng)由三個(gè)部分組成： 1. 發(fā)送端； 2. 信道（信號(hào)的傳輸介質(zhì)）； 3. 接收端。離散消息則是指消息的狀態(tài)是可數(shù)的或離散的，離散消息也稱數(shù)字消息。這種變換和反變換通常稱為調(diào)制 和解調(diào)。第二，當(dāng)需要保密時(shí)，可以有效地對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行人為的“擾亂”，即加密，此時(shí)，在接收端就需要進(jìn)行解密。在大多數(shù)情況下，接收端采用的結(jié)構(gòu)要與發(fā)送端的結(jié)構(gòu)相匹配，這樣才可以保證正確恢復(fù)出原始信息。 （ 4）易于集成化，從而使通信設(shè)備微型化。這就是說，若要傳輸模擬信號(hào)，不一定要傳輸模擬信號(hào)本身，可以只傳輸抽樣定理得到的抽樣值。 美國采用 μ壓縮律，我國和歐洲各國均采用 A壓縮律。采用最早的和目前使用比較廣泛的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換方法是脈沖編碼調(diào)制，即 PCM(簡(jiǎn)稱脈碼調(diào)制 )。數(shù)字通信在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，如微波中繼通信，各中繼站可利用數(shù)字通信特有的判決再生接收方式，對(duì)數(shù)字信號(hào)波形進(jìn)行整形再生而消除噪聲積累。系統(tǒng)的發(fā)送端包括信源編碼、差錯(cuò)控制編碼、數(shù)字調(diào)制、多址接入等幾個(gè)部分。第一，模擬通信系統(tǒng)中強(qiáng)調(diào)調(diào)制參數(shù)與基帶信號(hào)成比例，在數(shù)字通信系統(tǒng)中，強(qiáng)調(diào)已調(diào)參量與基帶信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)。 模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號(hào)來傳遞信息的通信系統(tǒng)。 信宿（受信者）是傳 輸信息的歸宿點(diǎn)，其作用是將接收設(shè)備恢復(fù)出的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。通信的形式有很多種，交談就是人與人之間進(jìn)行通信的一種最普遍的方式。 Communications Blockset（通信模塊集）中包括 10個(gè)子模塊庫，這里只列 出這些通信模塊庫的名稱： ? Comm Sourses（通信源模塊庫）； ? Comm Sinks（通信輸入模塊庫）； ? Sources Coding（信源編碼庫）； ? Channel Coding（信道編碼庫）； ? Interleaving（交錯(cuò)控制模塊庫）； ? Modulation（調(diào)制庫）； ? Channels（信道庫）； 湖南 科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 ? Basic Comm Function（基本通信函數(shù)庫）； ? Utility Functions（實(shí)用函數(shù)庫） ? Synchronziation（同步庫）。 Simulink的專用模型庫（ Blocksets） 作為 Simulink建模系統(tǒng)的補(bǔ)充， MathWorks 公司開發(fā)了專用功能快程序包，如 DSP Blockset和 Commuication Blockset等。離散模塊的輸出信號(hào)在下一個(gè)抽樣時(shí)刻到來之前保持恒定，這時(shí)候 Smiulnik只需以一定的間隔計(jì)算輸出信號(hào)的數(shù)值。最后，還應(yīng)該明確各個(gè)輸入信 號(hào)的初始設(shè)置以及仿真系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)狀態(tài)的初始值。靜態(tài)模型不需要考慮時(shí)間變化因素，動(dòng)態(tài)模型的輸入輸出變量則需要考慮時(shí)間變化因素。 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。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。 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。通過系統(tǒng)的仿真與分析可以看出 Simulink在系統(tǒng)建模和仿真中的巨大優(yōu)勢(shì)，是學(xué)習(xí)、研究和設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)強(qiáng)有力的工具。通過對(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。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)。 并且給出了 具體的分 析。在仿真實(shí)驗(yàn)過程中，通常需要多次改變仿真模型輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)，以觀察和分析仿真模型對(duì)這些輸入信號(hào)的反應(yīng)，以及仿真系統(tǒng)在這個(gè)過程中表現(xiàn)出來的性能。 Smiulink提供了專門用于顯示輸出信號(hào)的模塊，可以在仿真過程中隨時(shí)觀察仿真結(jié)果。 3) 能夠擴(kuò)充和定制 Simulink的開放式結(jié)構(gòu)允許用戶擴(kuò)展仿真環(huán)境的功能： （ 1）采用 MATLAB， Fortran和 C代碼生成自定義塊庫，并擁有自己的圖標(biāo)和界面。對(duì)于通信工具箱中的仿真模塊既可以直接調(diào)用，也可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行修改 ，使其滿足自己的設(shè)計(jì)和運(yùn)算需要。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 Re