基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf

所需积分/C币:46 2019-08-13 21:42:28 1.29MB PDF
收藏 收藏 2
举报

基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf 一篇论文:基于MATLAB的通信系统仿真研究
ABSTRACT The development of modem society requires communications system has more powerful function, higher performance and complicated structure. On the other hand, the research of technology and development of product should truncate cycle, cut costs and increase production levels. We can resolve the conflict by using the computer aided design technology and tools. The rapid development of computer science causes the successful research and development of new generation visua. simulation software. The simulation software is powerful which makes the process of design and analysis of communications system simulation more intuitional and convenient. Today, the communications system simulation is rapid developing The simulation not only permeates the whole process of the design of communications system project but also has very important function during the development of communications system. Communications system simulation has comprehensive adaptability and wonderful agility, which is helpful for us to research the function of communications system well The paper firstly introduces the basic content of communications system simulation, which include common steps of simulation, visual simulation tool called Simulink and the concept of S-function It is necessary to research the theory of communications system intensively. The paper expands some important links of the communications system which include channel, noise, digital transmission of analog signal, channel encode and signal modulation Theory aims to guide practice. On the base of deep comprehension of communications system theory, the paper designs many concrete simulation models In the process of models design, the paper analyses the intention, configuration, simulation links and simulation results In the end, the paper summarizes main content of the research and some following study and research objects are suggested Key Words: Communications System, Simulation, MATLAB, S-Function, System Design 学位论文独创性声明 本人郑重声明: 1、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成 果 3、本论文中除引文外,所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4、本论文中除引文和致谢的内容外,不包含其他人或其它机构已 经发表或撰写过的研究成果 5、其他同志对本研究所做的责献均已在论文中作了声明并表示了 谢意。 作者签名:杨网 日期:1∞6、S、 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子版和纸质版;有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆被查阅;有权将学位论文的内容编入有 关数据库进行检索;有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名:7 日期:1% 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校 有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部 或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (保密的论文在解密后应遵守此规定) 作者签名;为一 导师签名 日期 日期 基于 MATLAB的通信系统仿真研究 第一章绪论 11通信系统仿真视念及其重要作用 111通信系统仿真的概念 仿真是街量系统性能的工具,它通过仿真模型的仿真结果来判断原系统的性能,从而 为新系统的建立或原系统的改造提供可靠的参考。通过仿真,可以降低新系统失败的可能 性,消除系统中潜在的瓶颈,防止对系统中某些功能部件造成过量的负载,优化系统的整 体性能,因此,仿真是科学研究和工程建设中不可缺少的方法4 实际的通信系统是一个功能结构相当复杂的系统,对这个系统作出的任何改变(如改变 某个参数的设置、改变系统的结构等)都可能影响到整个系统的性能和稳定。因此,在对原 有的通信系统作出改进或建立一个新系统之前,通常需要对这个系统进行建模和仿真,通 过仿真结果衡量方案的可行性,从中选择最合理的系统配置和参数设置,然后再应用于实 际系统中,这个过程就是通信系统仿真的 通信系统仿真可以分成离散事件仿真和连续事件仿真。在离散事件仿真中,仿真系统 只对离散事件做出反应,而在连续事件仿真中,仿真系统对输入信号产生连续的输出信号 离散事件仿真是对实际通信系统的一种简化,它的仿真建模比较简单,整个仿真过程需要 花费的时间也比连续仿真少。虽然离散事件仿真舍弃了一些仿真细节,在有些场合显得不 够具体,但仍然是通信系统仿真的主要形式1 与一般的仿真过程类似,在对通信系统实施仿真之前,首先需要研究通信系统的特性, 通过归纳和抽象建立通信系统的仿真模型。图1-1是关于通信系统仿真流程的一个示意图 从图中可以看到,通信系统仿真是一个循环往复的过程,它从当前系统出发,通过分 析建立起一个能够在一定程度上描述原通信系统的仿真模型,然后通过仿真实验得到相关 的数据。通过对仿真数据的分析可以得到相应的结论,然后把这个结论应用到对当前通信 系统的改造中。如果改造后通信系绕的性能并不像仿真结果那样令人满意,还需要重新实 基于 MATLAB的通信系统仿真研究 施通信系统仿真,这时候改造后的通信系统就成了当前系统,并且开始新轮的通信系统 仿真过程。 实际系统 仿真系统 当前 系统 仿真建模 仿真实验 仿真分析 结论分析 改造后 的系统 图1-1通信系统仿真的流程 值得注意的是,在整个通信系统的仿真过程中,人为因素自始至终起着相当重要的作 用。除了仿真程序的运行之外,通信系统的每个步骤都需要进行人工干预,由人对当前的 情况做出正确的判断。因此,通信系统仿真并不是一个机械的过程,它实际上是人的思维 活动在计算机协助下的一种延伸。 12通信系统仿真的重要作用 在过去的凡十年里,通信和信号处理系统的复杂程度显著地提高了。与此同时出现了 系列新的技术,如用于数字信号处理的价格不高但速度很快的硬件、光纤光学器件、集 成光学设备和单片微波集成电路,这些对通信系统的实现均有重要影响。通信系统复杂度 的提高使得用来分析和设计系统的时间和精力也相应提高了,然而在商用产品中引入新技 术要求设计能做到短时、高效、省力,而这些要求只有通过使用强大的计算机辅助分析和 设计工具才能实现。所以,通信系统仿真在通信系统工程设计中起着举足轻重的作用。 基于 MATLAB的通信系统仿真研究 12通信系统仿真问题的提出、研究价值及研究现状 12通信系统仿真闻题的提出 通信系统的性能可以用基于公式的计算方法、波形级仿真或通过硬件样机研究和测量 来估计得到。以简化模型为基础的公式法只能应用于一些理想化和过于简单的例子,要想 估计出复杂通信系统的性能是非常困难的。基于测量的性能估计方法通常代价很高,并且 很不灵活。用基于仿真的方法来估计性能时,系统可以用任何所期待的细节(主观的,当然 有一定局限)来模拟。 与公式法或测量法相比较,仿真的方法能更好的利用设计空间,很容易将数字和经验 模型结合起来,并结合设备和真实信号的特点进行分析和设计。 122通信系统仿真问题的研究价值 通信系统仿真实质上就是把硬件实验搬进了计算机,可以把它看成是种软件实验。 在硬件实验系统中,用各种电孑元器件制作出通信系统中的理论模型所规定的各个模块, 再把它们通过导线或电统等接在一起,然后再用示波器、频谱议、误码仪等通信仪表做各 种测量,最后分析测量结果。在软件实验中我们也是这样做,只不过所有通信模块及通信 仪表的功能都是用程序来实现的,通信系统的全过程在计算机中仿真运行。 虽然软件实验不像硬件实验那样让人感到“真实”,但对于许多通信河题的研究来说 的确非常有效。与硬件实验相比,软件实验具有如下一些优点: (1)软件实验具有广泛的适应性和极好的灵活性。在硬件实验中改变系统参数也许意 味着要重做硬件,而在软件实验中则是改一、两个数据,甚至只是在屏幕上按几下鼠标 (2)软件实验更有助于我们较为全面地研究通信系统。有许多问题,通过硬件实验来 研究可能非常困难,但在软件实验中却易于解决。 (3)硬件实验的精确度取决于元器件及工艺水平,软件实验的精度取决于CP的运算 速度或者说是程序的运算量 (4)软件实验建设开发周期短,成本低。 基于 MATLAB的遘信系统仿真研究 123通信系统仿真问题的研究现状 计算机辅助分析和设计技术发展十分迅速,出现了大量实用仿真软件与工具,并应用 于通信系统建模、分析和设计,使得通信系统仿真发展很快。计算机辅助技术基本上有两 大类,一是基于公式的方法,用计算机计算复杂的公式;二是用计算机仿真系统的信号 波形,即波形级仿真。 通信系统仿真应用到了通信系统工程设计的各个阶段,无论是从早期的概念设计,还 是实现、测试、使用等各个阶段。在概念定义阶段,通信系统仿真获得顶层指标;在接下 来的设计和研发中,通信系统仿真确定硬件研发的指标,检验已完成子系统对整个系统性 能的影响;在运行阶段,通信系统仿真可以用来确定解决问题的方法:通信系统仿真还可 以预洲系统的使用寿命 现代计算机软硬件技术的快速发展,新一代的可视化的仿真软件的使用使得通信系统 仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷,推动了通信系统仿真的快速发展。 13本论文的主要研究内容 现代社会发展要求通信系统功能越来越强,性能越来越高,构成越来越复杂;另一方 面,要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期,降低成本,提高水平。这样尖锐对立的 两个方面的要求,只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。通信系 统仿真贯穿通信系统工程设计的全过程,对通信系统的发展起着举足轻重的作用 本论文针对通信系统仿真的研究主要做了以下的工作 (1)介绍了通信系统仿真的相关内容,包括通信系统仿真的一般步骤、 MATLAB中的 种可视化仿真工具 Simulink以及S函数的相关概念 2)对通信系统中的主要环节,包括通信系统信道、噪声、模拟信号的数字传输系统、 信道編码以及信号调制的原理、方法和过程进行了详细的阐述 (3)在理解通信系统理论的基础上,利用MAAB强大的仿真功能,设计了具体的通信 系统模型。在模型的设计过程,对模型设计的目的、具体的结构组成、仿真流程以 及仿真结果都给出了具体详实的说明和分析。 基于 MATLAB的通信系统仿真研究 第二章通信系统仿真相关内容概述 21通信系统仿真的般步 通信系统仿真一般分成3个步骤,即仿真建模、仿真实验和仿真分析,应该注意的 是,通信系统仿真是一个螺旋式发展的过程,因此,这3个步骤可能需要循环执行多次之 后才能够获得令人满意的仿真结果。 211仿真建模 仿真建模是根据实际通信系统建立仿真模型的过程,它是整个通信系统仿真过程中的 个关键步骤,因为仿真模型的好坏直接影响着仿真结果的真实性和可靠性。 仿真模型一般是一个数学模型。数学模型有多种分类方式,包括确定性模型和随机性 模型,静态模型和动态模型門。确定性模型的输入变量和输出变量都有固定数值,而在随 机模型中,至少有一个输入变量是随机的。静态模型不需要考想时间变化因素,动态模型 的输入输出变惫则需要考態时间变化因素。一般情况下,通信系统模型是一个随机动态系 在仿真建模过程中,首先需要分析实际系统存在的问题或没立系统改造的目标,并且 把这些问题和目标转化成数学变量和公式。例如,我们可以设定改造后系统或新系统在达 到系统最大容量时的误帧率等等。有了这些具体的仿真目标之后,下一步是获取实际通信 系统的各种运行参数,如通信系统占用的带宽及其频率分布,系统对于特定的输入信号产 生的输出等。同时,对于通信系统中的各个随机变量,可以采集这些变量的数据,然后通 过数学工具来确定随机变量的分布特性。 有了上面的准备工作,下一步就可以通过仿真软件来建立仿真模型了。最筒单的工具 是采用C语言等编程工具直接编写仿真程序,这种方法的优点是效率高,缺点是不够灵活, 没有一个易于实现的人机交互界面,比较常用的是仿真软件,包括 MATLAB、 OPNET、NS2 等,这些软件具有各自不同的特点,适用于不同层次的通信系统仿寓m012

...展开详情
试读 59P 基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf
立即下载 低至0.43元/次 身份认证VIP会员低至7折
    抢沙发
    一个资源只可评论一次,评论内容不能少于5个字
    img
    • 至尊王者

      成功上传501个资源即可获取

    关注 私信 TA的资源

    上传资源赚积分,得勋章
    最新推荐
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf 46积分/C币 立即下载
    1/59
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第1页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第2页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第3页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第4页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第5页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第6页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第7页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第8页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第9页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第10页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第11页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第12页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第13页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第14页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第15页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第16页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第17页
    基于MATLAB的通信系统仿真研究-基于MATLAB的通信系统仿真研究.pdf第18页

    试读已结束,剩余41页未读...

    46积分/C币 立即下载 >