【正文】 具有反射作用，對(duì)超短波具有對(duì)流層散射作用。 隨參信道隨參信道包括短波電離層反射、超短波流星余跡散射，超短波及微波對(duì)流層散射，超短波電離層散射以及超短波超視距繞射等傳輸媒質(zhì)所分別構(gòu)成的信道。反映在時(shí)域，如信道時(shí)延、抖動(dòng)，尚有電平波動(dòng)和非線性等。編碼器調(diào)制器線路設(shè)備譯碼器解調(diào)器信源 收信者 調(diào)制信道 編碼信道 信道結(jié)構(gòu)圖 恒參信道恒參信道是指由架空明線、電纜、中長(zhǎng)波地波傳輸，超短波及微波視距傳輸，人造衛(wèi)星中繼，光導(dǎo)纖維以及光波視距傳輸?shù)葌鬏斆襟w構(gòu)成的信道。在具體的通信系統(tǒng)構(gòu)成中，往往把信源發(fā)出的模擬信號(hào)和數(shù)字編碼基帶信號(hào)視為信息部分，從調(diào)制器到接收端解調(diào)器這一中間變換歷程中。前者如有線信道、微波與衛(wèi)星信道等，后者如無(wú)線系統(tǒng)的短波和超短波散射信道。前者如雙絞線、電纜、光纖、波導(dǎo)等，后者為自由空間提供的各種頻段或波長(zhǎng)的電磁波傳播信道。連接發(fā)信號(hào)與收信號(hào)設(shè)備、適用于不同類型通信業(yè)務(wù)的各種物理媒體通稱為信道。歸納起來，S函數(shù)模塊的抽樣時(shí)間有以下幾種：連續(xù)抽樣時(shí)間（Continuous sample time）、連續(xù)時(shí)間固定間隔（Continuous but fixed in minor time step sample time） 、離散抽樣時(shí)間（Discrete sample time）、可變抽樣時(shí)間（Variable sample time）、繼承抽樣時(shí)間（Inherited sample time）。3．抽樣時(shí)刻和偏移 在Simulink中，由S函數(shù)構(gòu)造的模塊的抽樣時(shí)間既可以是固定的，也可以是連續(xù)的；既可以是連續(xù)的，也可以是離散的。C語(yǔ)言S函數(shù)則可以有多個(gè)輸入、輸出端口，每個(gè)端口的長(zhǎng)度都是可變的。同時(shí)，輸入信號(hào)長(zhǎng)度的動(dòng)態(tài)變化也影響著S函數(shù)的連續(xù)狀態(tài)、離散狀態(tài)以及輸出信號(hào)的長(zhǎng)度，從而給 S函數(shù)的設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。在編寫S函數(shù)的過程中，首要的是確定本模塊的直接反饋類型。Simulink根據(jù)模塊中的S函數(shù)是否存在直接反饋來確定仿真模型中各個(gè)模塊的執(zhí)行順序。在計(jì)算S函數(shù)輸出信號(hào)的過程中，如果輸出信號(hào)（包括仿真過程中繪制的圖形）是輸入信號(hào)的函數(shù)，那么這個(gè)S函數(shù)存在直接反饋。 S函數(shù)基本概念在編寫S函數(shù)的時(shí)候經(jīng)常涉及到的概念有3個(gè)：直接反饋（Direct feedthrough）、可變長(zhǎng)度輸入（Dynamically sized inputs）以及抽樣時(shí)刻和偏移（Setting sample times and offsets），它們是編寫S函數(shù)的基礎(chǔ)。需要指出的是，這些函數(shù)的名稱都可以由用戶自己設(shè)定。初始化計(jì)算下一個(gè)抽樣時(shí)間更新離散狀態(tài)計(jì)算過零點(diǎn)計(jì)算連續(xù)狀態(tài)導(dǎo)數(shù)計(jì)算連續(xù)狀態(tài)導(dǎo)數(shù)計(jì)算輸出信號(hào)循 環(huán) 仿 真仿真結(jié)束 simulink模塊仿真流程對(duì)應(yīng)于仿真流程中的每一個(gè)步驟，Simulink中的S函數(shù)調(diào)用預(yù)先設(shè)定的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。在仿真循環(huán)階段，Simulink按照初始化階段制定的順序依次執(zhí)行各個(gè)模塊，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的離散狀態(tài)和輸出信號(hào)，以小步長(zhǎng)積分的方式計(jì)算各個(gè)連續(xù)狀態(tài)的數(shù)值以及由此產(chǎn)生的輸出。 在仿真過程中，每個(gè) Simulink模塊的執(zhí)行過程可以分成 3 個(gè)階段：初始化階段、仿真循環(huán)階段和仿真結(jié)束階段。Simulink根據(jù)連續(xù)狀態(tài)導(dǎo)數(shù)方程進(jìn)行積分運(yùn)算，得到各個(gè)連續(xù)狀態(tài)的數(shù)值，同時(shí)通過離散狀態(tài)方程計(jì)算離散狀態(tài)的當(dāng)前值。 S函數(shù)工作原理每個(gè)Simulink模塊都可以表示成輸入信號(hào) x、輸入信號(hào)y以及內(nèi)部狀態(tài)u之間的關(guān)系，如圖 31 所示。根據(jù)S函數(shù)代碼使用的編程語(yǔ)言，S函數(shù)可以分成 M 文件 S函數(shù)（即用MATLAB語(yǔ)言編寫的 S函數(shù)）、C語(yǔ)言 S函數(shù)、C++語(yǔ)言S函數(shù)、Ada語(yǔ)言S函數(shù)以及Fortran語(yǔ)言S函數(shù)等。S函數(shù)的代碼既可以用 MATLAB 語(yǔ)言編寫，也可以用其他通用的編程語(yǔ)言（如 C、C++、Ada 或 Fortran等）編寫，后者具有更強(qiáng)的控制能力，它們被編譯成 MEX（MATLAB EXecutable）文件，并且在仿真過程中動(dòng)態(tài)裝載。各種靈活的控制和計(jì)算功能。M文件雖然能夠用來編寫 MATLAB 函數(shù)代碼，但是它不具備與 Simulink 的接口，因此難以與Simulink其他模塊一起使用。 S函數(shù)及其簡(jiǎn)介S函數(shù)是系統(tǒng)函數(shù)（Systemfunctions）的簡(jiǎn)稱。如果選擇了tunable復(fù)選框，則該參數(shù)的數(shù)值可以在仿真過程中動(dòng)態(tài)改變。每個(gè)自定義參數(shù)可以通過編輯框(edit)、復(fù)選框(checkbox)或者是下拉列表(Popup)設(shè)置參數(shù)值。 通過Parameters屬性頁(yè)我們可以設(shè)置封裝子系統(tǒng)的白定義參數(shù)，這些參數(shù)將出現(xiàn)在封裝子系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中。在Icon屬性頁(yè)中，讀者可以設(shè)置模塊的外觀屬性，并且可以在Drawing mands編輯框中輸入代碼，以繪制模塊的圖標(biāo)。 子系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成封裝子系統(tǒng)之后，simulink彈出一個(gè)封裝編輯器對(duì)話框，這時(shí)候可以設(shè)置封裝子系統(tǒng)的圖標(biāo)和模塊參數(shù)。選中某個(gè)子系統(tǒng)，單擊右鍵后從彈出式菜單中選擇“Mask subsynem”，這時(shí)候就創(chuàng)建了一個(gè)封裝子系統(tǒng)(Masked subsynem)。 封裝子系統(tǒng)simulink模塊庫(kù)中的每一個(gè)模塊部有它獨(dú)特的圖標(biāo)和參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。選擇菜單欄上的“file”︱“Preferences…”命令打開如圖2—4所示的對(duì)話柜，在左邊的列表框中選擇“Simulink”，這時(shí)候可以在右邊面板的“window reuse”下拉列表中選擇所需的方式。例如，“preject5_1／source”，表示preject5_1模型中名為source的子系統(tǒng)。在Simulink中，子系統(tǒng)和輸入、輸出端口的名稱都可以由用戶自行設(shè)置。子系統(tǒng)的輸入、輸出分別由Simulink模型庫(kù)中的輸入端口模塊(in)和輸出端口模塊(out)構(gòu)造，在設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的過程中可以根據(jù)需要添加若干個(gè)這樣的輸入輸出模塊。 Simulink子系統(tǒng)可以按照自頂向下的方式進(jìn)行構(gòu)造。 建立子系統(tǒng) 在Simulink中，若干個(gè)仿真模塊可以組合起來構(gòu)成—個(gè)子系統(tǒng)(subsystem)，以減少每個(gè)仿真模型窗口中顯示的仿真模塊的數(shù)日。matlab把工作區(qū)和simulink集成在一起，因此仿真模型的兩種運(yùn)行方式可以交互使用。如果需要多次運(yùn)行仿真程序，可以把這些命令編寫成—個(gè)M文件，然后在matlab工作區(qū)中執(zhí)行這個(gè)M文件就可以了。同時(shí)，有些仿真模塊還允許用戶在不中斷仿真進(jìn)程的條件下隨時(shí)更改模塊的參數(shù)設(shè)置。在simulink中打開仿真模型，然后在菜單欄中依次選擇“simulation”“start”，或者在工具欄上單擊缺鈕，則仿真模型將以菜單方式運(yùn)行。關(guān)于S—函數(shù)的內(nèi)容，將在后面進(jìn)行詳細(xì)論述。通常情況下，仿真模塊的設(shè)計(jì)過程就是對(duì)simulink模型庫(kù)中各個(gè)模塊的一種組合。 simulink搜索模型 simulink模型庫(kù)中的模塊一般具有各種參數(shù)設(shè)置。在simulink模型庫(kù)窗口的工具欄上單擊按鈕，彈出如圖2—3所示的模塊查找對(duì)話框。 設(shè)計(jì)仿真模型在matlab或simulink窗口的工具欄中依次選擇“file”︱“new”︱“model”，自動(dòng)生成一個(gè)空白的仿真模型模型窗口，如圖22所示 空白仿真模型 在設(shè)計(jì)仿真模型的過程中，如果在simulink模型庫(kù)中包含了仿真模型所需的模塊，則在simulink模型庫(kù)中選中這個(gè)模塊，單擊鼠標(biāo)右鍵，從浮動(dòng)菜單中選擇“Add to untitled”(或直接把模塊拖到仿真模型中)，這時(shí)候就把這個(gè)選中的模塊加入到仿真模型中了。simulink模型庫(kù)提供了一種模塊的集成環(huán)境，通過它可以快速地開發(fā)各種仿真模型?；旌夏K是根據(jù)輸入信號(hào)的類型來確定輸出信號(hào)類型的，它既能夠產(chǎn)生連續(xù)輸出信號(hào)，也能夠產(chǎn)生離散輸出信號(hào)。對(duì)于連續(xù)模塊，simulink采用積分方式計(jì)算輸出信號(hào)的數(shù)值，因此，連續(xù)模塊主要涉及導(dǎo)數(shù)的計(jì)算及其積分。根據(jù)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的關(guān)系，simulink提供3種類型的模塊：連續(xù)模塊、離散模塊和混合模塊。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。simulink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。另外，這種方法缺乏系統(tǒng)性，尤其是在對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的處理過程中，難以采用模塊化方法，從而降低了仿真程序的可讀性和可擴(kuò)展性。這種仿真方法有兩個(gè)缺點(diǎn)：首先是不夠直觀，缺乏足夠的人機(jī)交互。 simulink簡(jiǎn)介動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是輸出信號(hào)隨時(shí)間變化的系統(tǒng)。simulink采用模塊化方式，每個(gè)模塊都有自己的輸入／輸出端口，實(shí)現(xiàn)一定的功能。在模型的設(shè)計(jì)過程，對(duì)模型設(shè)計(jì)的目的、具體的結(jié)構(gòu)組成、仿真流程以及仿真結(jié)果都給出了具體詳實(shí)的說明和分析。(2) 對(duì)通信系統(tǒng)中的主要環(huán)節(jié)，包括通信系統(tǒng)信道、噪聲、模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)、信道編碼以及信號(hào)調(diào)制的原理、方法和過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。通信系統(tǒng)仿真貫穿通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的全過程，對(duì)通信系統(tǒng)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。 本論文的主要研究?jī)?nèi)容現(xiàn)代社會(huì)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，降低成本，提高水平。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(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)已完成子系統(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)仿真可以用來確定解決問題的方法；通信系統(tǒng)仿真還可以預(yù)測(cè)系統(tǒng)的使用壽命。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。(4) 軟件實(shí)驗(yàn)建設(shè)開發(fā)周期短，成本低。有許多問題，通過硬件實(shí)驗(yàn)來研究可能非常困難，但在軟件實(shí)驗(yàn)中卻易于解決。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)。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)于許多通信問題的研究來說的確非常有效。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。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，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)?；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。 通信系統(tǒng)仿真問題的提出、研究?jī)r(jià)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(jì)算方法、波形級(jí)仿真或通過硬件樣機(jī)研究和測(cè)量來估計(jì)得到。通信系統(tǒng)復(fù)雜度的提高使得用來分析和設(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)。 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(hào)處理系統(tǒng)的復(fù)雜程度顯著地提高了。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，仿真分析并不—定意味著通信仿真過程的完全結(jié)束。我們使用的仿真工具—股都具有很強(qiáng)的繪圖功能，能夠便捷的繪制各種類型的圖表。造成這種結(jié)果的原因可能是輸入信號(hào)恰好與仿真系統(tǒng)的內(nèi)部特性相吻合，或者輸入的隨機(jī)信號(hào)不具有足夠的代表性。對(duì)于仿真尺度不隨時(shí)間變化的平衡系統(tǒng)(Stationary System)，還可能涉及到對(duì)輸出變量穩(wěn)定狀態(tài)的求解。常用的系統(tǒng)性能尺度包括平均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值和最小值等，它們從不同的角度描繪了仿真系統(tǒng)的性能。仿真分析 仿真分析是—個(gè)通信仿真流程中的最后—個(gè)步驟。對(duì)于需要較長(zhǎng)時(shí)間的仿真，應(yīng)該盡可能地使用批處理方式，使得仿真過程在完成—種參數(shù)配置的仿真之后能夠自動(dòng)啟動(dòng)針對(duì)下—個(gè)參數(shù)配置下—個(gè)仿真。仿真的運(yùn)行實(shí)際上是計(jì)算機(jī)的計(jì)算過程，這個(gè)過程一般不需要人工干預(yù)，花費(fèi)的時(shí)間由仿真的復(fù)雜度確定。當(dāng)然，文檔的編寫不一定要求很規(guī)范，并且文檔大小應(yīng)該視仿真設(shè)計(jì)的規(guī)模而定。 在明確了仿真系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的要求之后，最好把這些設(shè)置整理成一份簡(jiǎn)單的文檔。 實(shí)施仿真之前需要確定的另外一個(gè)因素是性能尺度。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)值，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。這時(shí)候，往往原先的很多參數(shù)設(shè)置和條件假設(shè)都變得不可理解，這非常不利于修改多數(shù)和結(jié)構(gòu)，不利于找錯(cuò)和排錯(cuò)。仿真建模的最后一步是做好仿真模型的文檔工作，這是最容易被大家忽略的。如果仿真模型的輸出信號(hào)與實(shí)際系統(tǒng)的輸出信號(hào)比較吻合，說明這個(gè)仿真模型與原系統(tǒng)具有較好的相似性。在完成仿真模型的軟件實(shí)現(xiàn)之后，還需要對(duì)這個(gè)仿真模型的有效性進(jìn)行初步的驗(yàn)證。除此之外，還可以采用專門的仿真軟件建造仿真模型，比較常用的仿真軟件包括Matlab、0PNET、NS2等，這些軟件具有各自不同的特點(diǎn)，適用于不同層次的通信仿真。有了上面的準(zhǔn)備工作，下一步就可以通過仿真軟件來建造仿真模型了。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。在仿真建模過程中，首先需要分析實(shí)際系統(tǒng)存在的問題或設(shè)立系統(tǒng)改造的目標(biāo)，并且把這些問題和目標(biāo)轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)變量和公式。靜態(tài)模型個(gè)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。數(shù)學(xué)模型有多種分類方式，包括確定性模型和隨機(jī)模型，靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。在仿真建模過程中，我們可以先建立一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的仿真模型，然后再根據(jù)仿真結(jié)果和仿真過程的需要逐步增加仿真模型的復(fù)雜度。如果仿真模型比較復(fù)雜，雖然它是對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的—種忠實(shí)反映，但是其中