通信系统与仿真基础教学看课件PPT.ppt

 第5章 通信系统与仿真基础 第5章 通信系统与仿真基础 通信系统概述 通信系统组成 通信系统模型的分类 通信系统仿真方法 MATLAB/Simulink建模与仿真原理 一 通信系统概述 采用计算机辅助技术 1、基于理论分析的解析方法 2、结合硬件原型和测试设备的计算辅助仿真 3、基于纯软件系统仿真方法 二 通信系统组成 终端设备 信号与信息相互转换 传输链路 连接信源和信宿的媒介和通路 交换设备 接入交换节点的链路汇集、转换和分配 信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。 发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。 信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。 噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。 接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。 三 通信系统模型的分类 按信源分类 模拟信号、时间离散信号、数字信号 按信号特征分类 恒参系统、变参系统；确定系统、随机系统； 无记忆系统、有记忆系统；单、多输入、单、多输出 按传输媒介分类 四 通信系统仿真的方法 动态系统模型的状态方程求解法 连续系统：微分方程 离散系统：差分方程 例5-1 四 通信系统仿真的方法 蒙特卡罗方法 蒙特卡罗方法又称随机抽样技巧或统计试验方法。半个多世纪以来，由于科学技术的发展和电子计算机的发明 ，这种方法作为一种独立的方法被提出来，并首先在核武器的试验与研制中得到了应用。蒙特卡罗方法是一种计算方法，但与一般数值计算方法有很大区别。它是以概率统计理论为基础的一种方法。由于蒙特卡罗方法能够比较逼真地描述事物的特点及物理实验过程，解决一些数值方法难以解决的问题，因而该方法的应用领域日趋广泛。 四 通信系统仿真的方法 混合法 确定方程求解+统计计算 五 MATLAB/Simulink建模与仿真原理 通过编写脚本文件或函数文件来描述数学模型，实现数值求解。 难度对数学模型的理解 五 MATLAB/Simulink建模与仿真原理 五 MATLAB/Simulink建模与仿真原理 五 MATLAB/Simulink建模与仿真原理 五 MATLAB/Simulink建模与仿真原理 * * 建模和仿真蒙特卡罗方法工作 1、用该方法模拟某一过程，产生所需要的各种概率分布的随机变量； 2、用统计方法将模型的数字特征估计出来，得到问题数值解。 　　Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，是MATLAB的重要组成部分。Simulink可以用来建模、分析和仿真各种动态系统(包括连续系统、离散系统和混合系统)，它提供了一种图形化的交互环境，只需用鼠标拖动的方法便能迅速地建立起系统框图模型，甚至不需要编写一行代码。 　　Simulink提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。 Simulink具有以下特点： 基于矩阵的数值计算； 高级编程语言； 图形与可视化； 工具箱提供面向具体应用领域的功能； 丰富的数据I/O工具； 提供与其它高级语言的接口； 支持多平台(PC/Macintosh/UNIX); 开放与可扩展的体系结构。 Simulink仿真阶段：初始化阶段和模型执行阶段 1、初始化阶段 模型参数传给MATLAB估计，数值结果作为实际参数 展开模型各层次，子系统被模块代替 模型中的模块按更新的次序进行排序 决定模型由无显示设定的信号属性 决定无显示设定采样的时间模块的采样时间 分配和初始化用于存储各模块状态和输入当前值的存储空间 Simulink仿真阶段：初始化阶段和模型执行阶段 2、模型执行阶段 按照安排好的次序更新模型中模块的输出 按照安排好的次序更新模型中模块的状态 检查模块连续状态的不连续点 计算下一个仿真时间步的时间