通信系统仿真(第一次课)资料
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1.5 系统建模仿真方法与仿真工具
常用仿真工具的选择
网络层次的建模：OPNET， NS
链路层次的仿真：Matlab/Simulink，Systemview， Scilab以及C， C++
电路实现层次的仿真：Spice，VHDL 本课程以Matlab/Simulink作为建模和仿真平台
1.3 通信系统模型的分类
按照信号类型分类 根据函数类型的不同可以将信号划分为模拟信号，数字信 号，时间连续信号，时间离散信号等。 按照链路层通信系统仿真模型中流通的信号类型不同，可 以将其划分为连续时间系统，离散时间系统，模拟系统， 数字系统以及混合系统等。
1.3 通信系统模型的分类
按照系统特征分类
教学目标
了解通信系统建模仿真思想与方法
掌握Matlab语言的基本操作
学会使用Simulink进行建模与仿真
对学习者的要求
三个重要环节
课前预习
课上认真听讲，思考 课后实践、消化
经常进行阶段应用
掌握知识的窍诀：反复上机实践
其他约定
不得迟到、早退、缺课，有事请假 上课时请关闭手机或者调静音 迟交的作业恕不修改，只作记录 最终成绩= 期末考试成绩+平时成绩
1.1 通信仿真的概念
随着数字通信技术的发展，特别是与计算机技术
的相互融合，通信系统和信号处理技术变得越来
越复杂。
强大的计算机辅助分析与设计工具和系统仿真方
法作为将新的技术理论成果转换为实际产品的高
效而低成本途径越来越受到业界的青睐。
1.1 通信仿真的概念
建模和仿真的作用和意义：
利用系统建模和软件仿真技术，我们几乎可以对所有的设 计细节进行分层次的建模和评估。 通过仿真技术和方法，我们可以有效地将数学分析模型和 经验模型结合起来。 利用系统仿真方法，可以迅速构建一个通信系统模型，提 供一个便捷，高效和精确的评估平台。
内容
1 2 3
通信系统建模与仿真 Matlab简介
Matlab语言基础
内容
1
通信系统建模仿真
概念、方法 分类 工具
1.1 通信仿真的概念
在对原有的通信系统做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。这个过程就是通信仿真。
1.1 通信仿真的概念
计算机仿真的一般过程
建立计算机程序（层次化的） 执行仿真 对仿真模型和仿真结果的检验 仿真验证包含以下方面内容： 对仿真数学模型有效性的验证。 对计算机仿真模型（程序）的验证。 对仿真算法的验证。 仿真结果置信度分析。
1.2 通信仿真的基本方法
仿真试验时间太短，给结果分析带来较大误差。
随机变量的概率分布类型或参数选取不当。 仿真输出结果的统计误差。 计算机字长、编码和应用算法也会影响仿真结果。
1.5 系统建模仿真方法与仿真工具
系统建模仿真方法与仿真工具的关系 仿真工具是实现建模和数值求解过程的软件和硬件平台。 我们所希望的现代仿真平台和编程语言环境具有如下基本 特征：
作业
安装MATLAB系统
内容
2
Matlab 简介
Matlab是什么？ Matlab窗口环境
2.1 Matlab是什么？
一、概述 MATLAB的名称源自Matrix Laboratory， 它的首创者是在数值线性代数领域颇有影响的 Cleve Moler博士，他也是生产经营MATLAB产 品的美国Mathworks公司的创始人之一。 MATLAB是一种科学计算软件，专门以矩 阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的数值 计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内 置函数，从而使其被广泛地应用于科学计算、 控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设 计工作中。
1.1 通信仿真的概念
系统仿真的数学wk.baidu.com础
定义：仿真也称为模拟，在本质上，系统的计算机仿真就
是根据物理系统的运行原理建立相应的数学描述并进行计 算机数值求解的过程。 建模和仿真过程 建立系统数学模型或仿真模型 编写系统的计算机仿真模型 求解 分析 关键问题 求解算法 算法的改进 简化系统模型
将给定问题映射为仿真模型。 把整个问题分解为一组子问题。 选择合适的建模、仿真和估计方法，并将其 用于解决这些子问题。 综合各子问题的解决结果以提供对整个问题 的解决方案。
1.3 通信系统模型的分类 按照系统层次分类
按照信号类型分类 按照系统特征分类
1.3 通信系统模型的分类
按照系统层次分类 通信系统的最高层 次描述是通信网络 层次 在网络层次之下， 是对通信节点和链 路以及传输信号的 具体化，称为链路 层次模型。 电路实现层次的模 型。
和性能评估中，只能通过仿真来检验所考察的对象，以验
证有关的假设，评价算法的性能。 仿真技术也是理解原理，验证理论，进行探索和发现的有 效途径。
1.4 通信系统仿真的优点和局限性
缺点
模型的建立、验证和确认比较困难。
对实际系统的建模的原理和方法不当使得与实际系统的差 别较大。 建模过程中忽略了部分次要因素，使得模型仿真结果偏离 实际系统。
通信系统仿真
讲授人：肖湘 Email:xiaoxiang1806@163.com
相关书籍
《Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析》邵 玉斌,清华大学出版社
《基于Matlab的通信系统仿真》赵静等,北京航空航天
大学出版社
《Matlab及在电子信息类课程中的应用》唐向宏等,电 子工业出版社 《MATLAB基础教程》薛山,清华大学出版社
简便高效的仿真描述语言。
层次化和模块化建模的能力。 可视化的建模方式。 软件硬件协同仿真的能力。 交互性和图形环境。
跨平台和可移植性。
1.5 系统建模仿真方法与仿真工具
仿真环境的构成和要求
模块库。 模块编辑和配置器。 仿真管理器。 后处理部分。
文件和数据库管理。
恒参系统 变参系统或时变系统 确定系统 随机系统 无记忆系统 有记忆系统或动态系统(系统的当前输出与输入信号的历 史值有关)
1.4 通信系统仿真的优点和局限性
优点：
难以使用解析法求解的情况下系统仿真手段就成为了一个
极为有效的工具。 利用仿真技术往往可以绕过艰深的甚至是不可能的数学解 析求解，而较为轻易地获得问题的数值结果。 在对现代通信系统新协议、新算法和新的体系结构的设计
1.5 系统建模仿真方法与仿真工具
常用仿真工具的选择
网络层次的建模：OPNET， NS
链路层次的仿真：Matlab/Simulink，Systemview， Scilab以及C， C++
电路实现层次的仿真：Spice，VHDL 本课程以Matlab/Simulink作为建模和仿真平台
1.3 通信系统模型的分类
按照信号类型分类 根据函数类型的不同可以将信号划分为模拟信号，数字信 号，时间连续信号，时间离散信号等。 按照链路层通信系统仿真模型中流通的信号类型不同，可 以将其划分为连续时间系统，离散时间系统，模拟系统， 数字系统以及混合系统等。
1.3 通信系统模型的分类
按照系统特征分类
教学目标
了解通信系统建模仿真思想与方法
掌握Matlab语言的基本操作
学会使用Simulink进行建模与仿真
对学习者的要求
三个重要环节
课前预习
课上认真听讲，思考 课后实践、消化
经常进行阶段应用
掌握知识的窍诀：反复上机实践
其他约定
不得迟到、早退、缺课，有事请假 上课时请关闭手机或者调静音 迟交的作业恕不修改，只作记录 最终成绩= 期末考试成绩+平时成绩
1.1 通信仿真的概念
随着数字通信技术的发展，特别是与计算机技术
的相互融合，通信系统和信号处理技术变得越来
越复杂。
强大的计算机辅助分析与设计工具和系统仿真方
法作为将新的技术理论成果转换为实际产品的高
效而低成本途径越来越受到业界的青睐。
1.1 通信仿真的概念
建模和仿真的作用和意义：
利用系统建模和软件仿真技术，我们几乎可以对所有的设 计细节进行分层次的建模和评估。 通过仿真技术和方法，我们可以有效地将数学分析模型和 经验模型结合起来。 利用系统仿真方法，可以迅速构建一个通信系统模型，提 供一个便捷，高效和精确的评估平台。
内容
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通信系统建模与仿真 Matlab简介
Matlab语言基础
内容
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通信系统建模仿真
概念、方法 分类 工具
1.1 通信仿真的概念
在对原有的通信系统做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。这个过程就是通信仿真。
1.1 通信仿真的概念
计算机仿真的一般过程
建立计算机程序（层次化的） 执行仿真 对仿真模型和仿真结果的检验 仿真验证包含以下方面内容： 对仿真数学模型有效性的验证。 对计算机仿真模型（程序）的验证。 对仿真算法的验证。 仿真结果置信度分析。
1.2 通信仿真的基本方法
仿真试验时间太短，给结果分析带来较大误差。
随机变量的概率分布类型或参数选取不当。 仿真输出结果的统计误差。 计算机字长、编码和应用算法也会影响仿真结果。
1.5 系统建模仿真方法与仿真工具
系统建模仿真方法与仿真工具的关系 仿真工具是实现建模和数值求解过程的软件和硬件平台。 我们所希望的现代仿真平台和编程语言环境具有如下基本 特征：
作业
安装MATLAB系统
内容
2
Matlab 简介
Matlab是什么？ Matlab窗口环境
2.1 Matlab是什么？
一、概述 MATLAB的名称源自Matrix Laboratory， 它的首创者是在数值线性代数领域颇有影响的 Cleve Moler博士，他也是生产经营MATLAB产 品的美国Mathworks公司的创始人之一。 MATLAB是一种科学计算软件，专门以矩 阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的数值 计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内 置函数，从而使其被广泛地应用于科学计算、 控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设 计工作中。
1.1 通信仿真的概念
系统仿真的数学wk.baidu.com础
定义：仿真也称为模拟，在本质上，系统的计算机仿真就
是根据物理系统的运行原理建立相应的数学描述并进行计 算机数值求解的过程。 建模和仿真过程 建立系统数学模型或仿真模型 编写系统的计算机仿真模型 求解 分析 关键问题 求解算法 算法的改进 简化系统模型
将给定问题映射为仿真模型。 把整个问题分解为一组子问题。 选择合适的建模、仿真和估计方法，并将其 用于解决这些子问题。 综合各子问题的解决结果以提供对整个问题 的解决方案。
1.3 通信系统模型的分类 按照系统层次分类
按照信号类型分类 按照系统特征分类
1.3 通信系统模型的分类
按照系统层次分类 通信系统的最高层 次描述是通信网络 层次 在网络层次之下， 是对通信节点和链 路以及传输信号的 具体化，称为链路 层次模型。 电路实现层次的模 型。
和性能评估中，只能通过仿真来检验所考察的对象，以验
证有关的假设，评价算法的性能。 仿真技术也是理解原理，验证理论，进行探索和发现的有 效途径。
1.4 通信系统仿真的优点和局限性
缺点
模型的建立、验证和确认比较困难。
对实际系统的建模的原理和方法不当使得与实际系统的差 别较大。 建模过程中忽略了部分次要因素，使得模型仿真结果偏离 实际系统。
通信系统仿真
讲授人：肖湘 Email:xiaoxiang1806@163.com
相关书籍
《Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析》邵 玉斌,清华大学出版社
《基于Matlab的通信系统仿真》赵静等,北京航空航天
大学出版社
《Matlab及在电子信息类课程中的应用》唐向宏等,电 子工业出版社 《MATLAB基础教程》薛山,清华大学出版社
简便高效的仿真描述语言。
层次化和模块化建模的能力。 可视化的建模方式。 软件硬件协同仿真的能力。 交互性和图形环境。
跨平台和可移植性。
1.5 系统建模仿真方法与仿真工具
仿真环境的构成和要求
模块库。 模块编辑和配置器。 仿真管理器。 后处理部分。
文件和数据库管理。
恒参系统 变参系统或时变系统 确定系统 随机系统 无记忆系统 有记忆系统或动态系统(系统的当前输出与输入信号的历 史值有关)
1.4 通信系统仿真的优点和局限性
优点：
难以使用解析法求解的情况下系统仿真手段就成为了一个
极为有效的工具。 利用仿真技术往往可以绕过艰深的甚至是不可能的数学解 析求解，而较为轻易地获得问题的数值结果。 在对现代通信系统新协议、新算法和新的体系结构的设计