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《通信系統(tǒng)仿真原理與無線應用ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、通信系統(tǒng)仿真原理 與無線應用PrinciplesofCommunicationSystemsSimulationwithWirelessApplications1學習意義設計和分析復雜的現(xiàn)代通信系統(tǒng)，仿真往往必不可少的環(huán)節(jié)基于仿真的設計和分析方法成為整個通信產業(yè)中廣泛使用的工具通曉仿真方法對通信領域的許多研究生的研究工作是一大支持學習仿真的學生在畢業(yè)后進入通信領域時，就已經掌握了業(yè)界所需的技能2第一部分概論第一章仿真的作用現(xiàn)代通信系統(tǒng)的復雜性促進了仿真的廣泛使用。這種復雜性源自現(xiàn)代通信系統(tǒng)的結構和系統(tǒng)運行時所處的環(huán)境。具體表現(xiàn)：復雜的調制和脈沖成形技術差錯
2、控制和接收端的高級信號處理技術嚴格的同步技術蜂窩通信中的干擾、多徑和陰影效應3仿真技術賴以發(fā)展的基礎數(shù)字計算機發(fā)展迅速功能強大面向通信系統(tǒng)的軟件包的開發(fā)實用的計算能力（表現(xiàn)為微處理器形式）仿真理論領域的迅速發(fā)展---仿真工具、方法、技術論文和書籍4使用仿真的重要動機仿真是深入理解系統(tǒng)特性的有價值的工具很方便地對要研究的系統(tǒng)進行多點測量很容易作參數(shù)研究很快觀測到這些改變對系統(tǒng)性能的影響很容易產生時域波形、信號頻譜、眼圖、信號星座圖、直方圖和許多其他圖形可以將仿真圖形跟系統(tǒng)硬件產生的等效顯示作比較仿真的主要作用不在于獲得數(shù)值而在于獲得深入的理解51.1系統(tǒng)復雜
3、性程度示例A.易于解析處理的系統(tǒng)6A.易于解析處理的系統(tǒng)原因：信道是AWGN信道，接收機是線性的匹配濾波器是線性系統(tǒng)判決統(tǒng)計量是高斯隨機變量假設數(shù)據(jù)源為無記憶假設理想的符號同步意義：可以作為更復雜的系統(tǒng)的基本模塊；開發(fā)出的仿真能容易得到驗證7B.需繁瑣解析處理的系統(tǒng)8B.需繁瑣解析處理的系統(tǒng)調制器與HPA后面的濾波器導致信號時間擴散，從而在時間上濾波后的信號不再局限在符號周期內，導致符號間干擾（ISI）。符號差錯概率的計算將十分繁瑣，經常需要用到仿真方法。重要特性：噪聲注入點到統(tǒng)計量采集點之間的系統(tǒng)是線性的，即統(tǒng)計量為Vk=Sk+Ik+Nk9C.難以解析處
4、理的系統(tǒng)10C.難以解析處理的系統(tǒng)難點：接收機的噪聲由兩部分組成。對上行鏈路噪聲建模比較困難，即使上行鏈路是高斯的，判決統(tǒng)計量的概率密度函數(shù)還是很難確定。因此，其性能估計必須依賴于仿真。111.2仿真的多學科特點影響研究通信系統(tǒng)仿真的領域線性系統(tǒng)理論通信原理數(shù)字信號處理(DSP)數(shù)值分析概率論估值理論計算機科學隨機過程理論數(shù)論121.3仿真的作用鏈路預算與系統(tǒng)級標校過程鏈路預算主要是功率計算，包括發(fā)送功率、天線增益、路徑損耗、功率增益、放大器和濾波器的噪聲系數(shù)關鍵元件的實現(xiàn)與測試完成硬件原型與驗證仿真模型生命終結預測13第一部分概論第二章仿真方法論2.1概
5、述仿真問題涉及的步驟：將給定問題映射為仿真模型。把整個問題分解為一組小一些的問題。選擇一套合適的建模、仿真和估計方法，并將其用于解決這些子問題。綜合各子問題的解決結果以提供對整個問題的解決方案。14通信系統(tǒng)的基本目的是處理波形和符號通信系統(tǒng)仿真試圖模擬這個過程（通過產生和處理這些波形的采樣值）運行仿真的過程：用合適的輸入波形驅動模型以產生輸出波形分析波形以優(yōu)化設計參數(shù)或獲得性能指標152.2方法論的各方面方法論中最難的步驟之一是將設計或性能估計問題映射為仿真模型，其實現(xiàn)的好壞決定了運行仿真所需的機時和仿真結果的精度。用來解決設計或性能估計問題的整體方法或方
6、法論取決于具體問題的性質。A.將問題映射到仿真模型例：均衡器設計系統(tǒng)性能評估最終的仿真模型可通過簡化初始方框圖而產生。遞階表示劃分與條件化簡化16B.單個模塊的建模低通等效表示采樣線性與非線性時不變性記憶性時域或頻域仿真塊處理變步長處理參數(shù)確定與其他模塊的接口17C.隨機過程建模與仿真高斯近似等效過程表示慢過程和快過程182.3性能估計192.3性能估計BER是使用蒙特卡洛方法來確定的。BER為：差錯概率的估計為：20第二部分基本概念與方法第三章采樣與量化3.1采樣低通采樣定理如果采樣頻率fS大于2fh，那么帶限信號就可以無差錯地通過其采樣信號恢復。確定性
7、信號213.1采樣隨機信號注：為了避免混疊現(xiàn)象，隨機信號的采樣頻率仍然需要信號最高頻率的2倍以上。223.1采樣帶通采樣定理如果帶通信號的帶寬為Ｂ，最高頻率為fh，那么可以用大小為fｓ＝２fh/m的采樣頻率來采樣并恢復信號，其中ｍ是不超過fh/Ｂ的最大整數(shù)。更高的采樣頻率未必全部能用，除非它高于２fh。注：對于f０遠大于Ｂ的情況，帶通采樣定理規(guī)定的采樣頻率近似等于下界２Ｂ。23同相/正交信號采樣帶通信號可表示為注：和都是低通信號和也是低通信號24帶通信號對應的復包絡定義如下對應的頻域表示為對于xd(t)和xq(t)的最高頻率是B/2，其每個的最小采樣頻率都
8、是B。由于必須采樣兩個低通信號[xd(t),xq(t)]，因此必須
