现代通信仿真技术实验6
陈树新现代通信系统建模与仿真第01章
第1章 绪论 在仿真实验方面，现代仿真技术将实验框架与仿真运行
控制区分开来。一个实验框架定义一组条件，它们包括模型 参数、输入变量、观测变量、初始条件、终止条件和输出说 明等。前面已对模型参数进行了说明，除此之外，现代仿真 技术与传统仿真技术的区别还在于现代仿真技术将输出函数 的定义也与仿真模型分离开来。这样，当需要不同形式的输 出时，不必重新修改仿真模型，甚至不必重新仿真运行。
第1章 绪论 1.1.2 模型
为了研究、分析、设计和实现一个系统，需要进行实验。 实验的方法通常可分为两大类：一类是直接在真实系统上进 行；另一类是先构造模型，通过对模型的实验来代替或部分 代替对真实系统的实验。传统上大多采用第一类方法。随着 科学技术的发展，尽管第一类方法在某些情况下仍然是必不 可少的，但第二类方法日益成为人们更为常用的方法，其主 要原因在于： (1) 系统还处于设计阶段，真实的系统尚未建立，人们 需要更准确地了解未来系统的性能，这时就只能通过对模型 的实验来了解；
第1章 绪论 对于数学模型而言，当系统的激励是连续信号时，若其
响应也是连续信号，则称其为连续系统；当系统的激励是离 散信号时，若其响应也是离散信号，则称其为离散系统。连 续系统与离散系统常组合使用，可称为混合系统。描述连续 系统的数学模型是微分方程，而描述离散系统的数学模型是 差分方程。 如果系统的数学模型只有单个输入和单个输出信号，则 称为单输入—单输出系统，如图1.1-1(a)所示；如果系统含 有多个输入和多个输出信号，则称为多输入—多输出系统， 如图1.1-1(b)所示。这里仅考虑单输入—单输出系统。
第1章 绪论 (2) 在真实系统上进行实验可能会引起系统破坏或发生
故障，例如，对一个处于运行状态的化工系统或电力系统进 行没有把握的实验，将会冒巨大的风险； (3) 需要进行多次实验时，难以保证每次实验的条件相 同，因而无法准确判断实验结果的优劣； (4) 实验时间太长或费用昂贵。 因此，在模型上进行实验日益为人们所青睐，建模技术 也就随之发展起来了。根据建模方法不同可以把模型分为两 大类：一类是物理模型，就是采用一定比例尺按照真实系统 的“样子”制作，沙盘模型就是物理模型的典型例子；另一 类是数学模型，就是用数学表达式来描述系统的内在规律。
《通信原理》 教案
《通信原理》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）掌握通信系统的基本概念、分类和性能指标；（2）理解模拟通信系统和数字通信系统的原理及特点；（3）熟悉调制、解调、编码、解码等基本技术；（4）了解现代通信技术的发展趋势。
2. 过程与方法：（1）通过案例分析，培养学生分析问题和解决问题的能力；（2）运用模拟实验和数字仿真，加深对通信原理的理解；（3）结合实际应用，学习通信系统的设计与优化方法。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对通信技术的兴趣和好奇心；（2）增强学生对科学研究的信心和责任感；（3）培养学生团队合作精神和创新意识。
二、教学内容1. 通信系统的基本概念：通信系统的作用、组成、分类和性能指标。
2. 模拟通信系统：调制、解调、噪声及其对通信系统的影响。
3. 数字通信系统：数字通信的基本概念、数字调制技术、数字解调技术、编码与解码。
4. 通信协议：通信协议的分类、特点和应用。
5. 现代通信技术：光纤通信、无线通信、卫星通信、移动通信。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和关键技术。
2. 案例分析法：分析实际案例，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3. 模拟实验法：进行通信系统的模拟实验，加深对通信原理的理解。
4. 讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
5. 参观实践：组织学生参观通信企业或科研单位，了解通信技术的实际应用。
四、教学资源1. 教材：《通信原理》。
2. 辅助教材：《通信原理实验指导书》。
3. 网络资源：通信技术相关网站、论文和视频资料。
4. 实验设备：通信原理实验装置。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况。
2. 期中考试：测试学生对通信原理的基本概念、原理和关键技术的学习掌握情况。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力、分析问题和解决问题的能力。
4. 课程论文：评价学生的独立研究能力、创新意识和团队合作精神。
5. 期末考试：全面测试学生对通信原理知识的掌握和应用能力。
100G相干光通信系统仿真研究
作者签名： （学号）：
年月日
毕业设计（论文）报告纸
100Gb/s 相干光通信系统仿真研究
摘要
随着社会的不断发展，信息的爆炸式增长以及互联网的普及，人们对于系统传输容量和 速度的需求不断上升，而就现有的通信网络的传输带宽而言，远远不能满足人们的需求。近 几年的研究表明，将相干光探测技术与数字信号处理（DSP）技术相结合，传输带宽与传输 速率将得到大幅度的提高。现代相干光通信系统传输速率已达到单波长 100Gb/s，其中对光信 号进行采样、数字化后，依据数字信号处理技术实现信号均衡与恢复等是十分关键的技术。 本论文将针对光纤链路的传输特性，研究相干光通信系统以及接收机中数字信号处理技术， 通过电域的 DSP 对诸如色散、相位偏移等导致的信号损伤进行灵活地补偿。本文的主要研究 内容如下：
目录
摘 要.....................................................................................................................................................i Abstract ................................................................................................................................................ii 第一章 绪 论........................................................................................................................... - 1 -
符号函数
现代通信仿真技术
例如： >> f1=sym(‘a*x^2+b*x+c’) %创建表达式
>> syms a b c x >> f2=a*x^2+b*x+c
%创建变量 %创建表达式
>> syms('a','b','c','x') >> f3=a*x^2+b*x+c
符号表达式（）中的参数一定要用'' 单引号括起来。
三、符号表达式的操作和转换
1、符号表达式中自由变量的确定
自由变量的确定原则
符号表达式“f=ax2+bx+c” 中只有一个变量是独立变量： 小写字母i和j不能作为自由变量。 符号表达式中如果有多个符号变量，则按照以下顺序选
择自由变量：首先选择x作为自由变量；如果没有x，则 选择在字母顺序中最接近x的字符变量；如果与x相同距 离，则在x后面的优先。 大写字母比所有的小写字母都靠后。 也可以用findsym函数来自动确定。 MATLAB符号计算
%求解微分方程组
说明：’con’是微分初始条件，可省略；’v’ 为指定自由变量，省略时则默认为x或t为自由变 量。 y的一阶导数为Dy；y的n阶导数表示为Dny 。
MATLAB符号计算
现代通信仿真技术
EX:
x d 2 y 3 dy x 2 dx 2 dx
y(1)=0，y(0)=0
>> y=dsolve('x*D2y-3*Dy=x^2','x') %求微分方程的通解
MATLAB符号计算
无线通信技术的频谱分配和网络覆盖优化的仿真模拟和分析
无线通信技术的频谱分配和网络覆盖优化的仿真模拟和分析现代社会中，无线通信技术已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
为了保证无线通信系统的正常运行以及提升网络覆盖的质量，频谱分配和网络优化是非常关键的一环。
本文将对无线通信技术的频谱分配和网络覆盖优化进行仿真模拟和分析。
首先，我们需要明确频谱分配的概念和重要性。
频谱是无线通信系统中用来传输数据的特定频段。
由于频谱资源有限，各种无线通信系统之间需要进行频谱分配，以避免互相干扰并提高系统效率。
频谱分配的目标是在满足各系统需求的前提下，尽量充分利用频谱资源。
在进行频谱分配的过程中，需要考虑到不同系统之间的干扰问题。
由于频谱的有限性，不同无线通信系统在相同频带上进行通信时会产生干扰。
因此，频谱分配需要根据系统性能和覆盖范围的需求，合理地安排频谱资源的分配，从而最大限度地减少干扰，提高通信质量。
接下来是网络覆盖优化的仿真模拟和分析。
网络覆盖优化是指通过合理布局和管理无线通信基站，以确保整个区域内获得良好的信号覆盖和通信质量。
网络覆盖优化的目标是实现无线信号的均匀分布，避免信号盲区和弱覆盖区域的出现。
实现网络覆盖优化的关键是合理的基站布置和高效的无线信号辐射调度。
通过仿真模拟和分析，可以对不同基站布置方案的覆盖范围、信号强度和干扰程度进行评估和优化。
同时，可以根据仿真结果调整基站的天线高度、传输功率和信道参数等参数，以进一步提升网络覆盖的质量和性能。
在进行仿真模拟和分析时，需要使用专业的仿真软件和工具。
常用的无线通信仿真软件有MATLAB、OPNET、NS-3等。
这些软件提供了丰富的网络模型和算法库，可以模拟和分析各种无线通信网络的性能和覆盖情况。
通过仿真模拟和分析，可以得出不同频谱分配和网络优化方案的性能比较结果，以便进行系统优化和决策。
综上所述，无线通信技术的频谱分配和网络覆盖优化是保证无线通信系统正常运行和提升网络质量的关键环节。
通过仿真模拟和分析，可以评估不同方案的效果，并进行优化调整，从而提升系统性能和用户体验。
《自适应编码调制在多模接入系统中的设计与仿真》
《自适应编码调制在多模接入系统中的设计与仿真》一、引言随着无线通信技术的飞速发展，多模接入系统已经成为现代通信网络的重要组成部分。
在这样的系统中，自适应编码调制（Adaptive Coding Modulation, ACM）技术以其卓越的适应性和性能，得到了广泛的应用。
本文将探讨自适应编码调制在多模接入系统中的设计与仿真过程，以揭示其工作原理及在提升系统性能方面的潜力。
二、自适应编码调制技术概述自适应编码调制（ACM）是一种根据信道条件动态调整调制和编码方案的通信技术。
它可以根据信道的状态信息，自动选择最佳的调制和编码方案，以提高系统的性能和传输效率。
在多模接入系统中，ACM技术可以更好地适应不同的信道环境，提高系统的灵活性和可靠性。
三、多模接入系统中的ACM设计在多模接入系统中，ACM的设计主要涉及两个方面：调制模块和编码模块。
1. 调制模块设计调制模块的主要任务是根据信道条件选择最佳的调制方式。
根据信道的状态信息，如信噪比（SNR）等，调制模块可以自动选择QPSK、QAM等不同的调制方式。
此外，为了进一步提高系统的性能，还可以采用混合自动重传（HARQ）等技术。
2. 编码模块设计编码模块的主要任务是根据信道条件和传输需求选择最佳的编码方案。
包括前向纠错码（FEC）等。
此外，还可以根据信道条件动态调整编码速率，进一步提高系统的传输效率。
四、ACM的仿真与分析为了验证ACM在多模接入系统中的性能，我们进行了详细的仿真实验。
仿真环境包括多种信道环境和传输需求。
通过对比有无ACM的系统的性能，我们可以看到ACM在提高系统性能和传输效率方面的显著优势。
仿真结果表明，ACM可以根据信道条件动态调整调制和编码方案，从而更好地适应不同的信道环境。
在信道条件较差的情况下，ACM可以自动选择较低的调制和编码方案，以降低误码率；在信道条件较好的情况下，ACM可以自动选择较高的调制和编码方案，以提高传输效率。
此外，ACM还可以有效降低系统的复杂度，提高系统的灵活性。
波分复用实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验背景随着信息技术的飞速发展，数据传输的需求日益增长。
光纤通信凭借其高速、大容量、抗干扰能力强等优点，已成为现代通信网络的核心技术。
波分复用（WDM）技术作为光纤通信的重要手段，通过在一根光纤上同时传输多个不同波长的光信号，极大地提高了光纤的传输容量和效率。
本实验旨在通过OptiSystem软件仿真，设计并测试一个四波分复用系统，探讨波分复用技术在实际应用中的性能。
二、实验目的1. 设计一个四波分复用系统，实现不同波长的光信号在光纤中的传输。
2. 利用OptiSystem软件对系统进行仿真，分析系统的性能。
3. 探讨波分复用器和解复用器通道隔离度、光通道功率均衡等对邻近通道串扰的影响。
三、实验原理波分复用技术（WDM）是利用光波长的不同，将多个光信号复用到同一根光纤中进行传输的技术。
在发送端，不同波长的光信号通过波分复用器（MUX）合并，然后送入光纤进行传输。
在接收端，光信号经过解复用器（DEMUX）分离出各个波长的光信号，再经过解调器还原成原始信号。
本实验采用四波分复用系统，波长设置以100GHz为间隔，频率分别为193.0THz、193.1THz、193.2THz、193.3THz，每个波长传输速率为2.5Gbit/s（NRZ）。
系统包括多波长光源、波分复用器、解复用器、常规光纤（100km）、光接收机等。
四、实验步骤1. 设计波分复用系统：在OptiSystem软件中搭建四波分复用系统，设置各波长光源、波分复用器、解复用器等参数。
2. 仿真测试：运行仿真，观察系统性能，包括光信噪比、误码率等指标。
3. 分析实验数据：分析波分复用器和解复用器通道隔离度、光通道功率均衡等对邻近通道串扰的影响。
五、实验结果与分析1. 系统性能分析：通过仿真测试，本实验设计的四波分复用系统在100km光纤传输距离下，光信噪比达到22dB，误码率小于10^-9，满足实际应用需求。
2. 通道隔离度分析：实验结果显示，波分复用器和解复用器的通道隔离度越高，邻近通道串扰越小。
基于IUV-TPS的OTN组网虚拟现实通信实训平台仿真设计
网络通讯及安全本栏目责任编辑：代影基于IUV-TPS 的OTN 组网虚拟现实通信实训平台仿真设计廖鑫，孙捷，杨欢（成都信息工程大学通信工程学院，四川成都610225）摘要：为了解决在实际学习中实验条件、试验场地以及实验设备维护等问题，提出一种基于IUV-TPS 实验设计。
从而降低实验成本，提升实验质量；降低学生在实验中的工作强度，通过此种实验平台激发学生的学习兴趣，使得学生在实验中收获更多有关OTN 应用的知识。
关键词：IUV ；OTN ；实验设计中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2021)02-0029-02开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：Simulation Design of OTN Networking Virtual Reality Communication Training Platform based on IUV-TPS LIAO Xin,SUN Jie,YANG Huan(Chengdu University of Information Engineering,Chengdu 610225,China)Abstract:An experimental design based on IUV-TPS was proposed to solve the problems of experimental conditions,test site and maintenance of experimental equipment in actual learning.Thus reducing the experimental cost and improving the experimental quality;Reduce the intensity of students'work in the experiment,and stimulate students'interest in learning through this experi⁃mental platform,so that students can gain more knowledge about OTN application in the experiment.Key words:IUV;OTN;experimental design1OTN 技术与现实问题OTN 技术是目前最为先进的综合性传输接入系统，该技术是由西门子公司开发[1]。
基于MATLAB的模拟通信系统的仿真与实现
• 139•针对通信原理课程的教学特点和传统实验教学存在的问题，讨论了将Matlab软件引入到通信原理课程教学的必要性。
以模拟调制系统为例，利用Matlab的工具箱和Simulink界面对通信系统进行可视化教学，并给出了仿真结果。
实践证明，不仅在课堂教学中以更加直观的方式进行讲解，而且补充和完善传统实验的不足，提高学生学习积极性，教学效果得到较大提升。
随着5G通信的到来，通信技术在人们日常生活中是无处不在，现代通信技术取得了显著进展。
通信原理作为高校通信工程和电子信息等本科专业课程体系中重要的专业基础课，系统阐述了模拟和数字通信系统的基本概念、基本原理和基本分析方法，为学生学习后续课程储备专业素养（王海华，Matlab/Simulink仿真在“通信原理”教学中的应用研究：湖北理工学院学报，2015）。
然而这门课程理论内容丰富，系统模型抽象，数学公式多，推理过程繁琐，学生普遍感到枯燥难懂，抓不住重点，学习吃力，不能顺利学好本课程（基于Matlab_Simulink的通信原理虚拟仿真实验教学方法研究：现代电子技术，2015；邵玉斌，Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析：清华大学出版社，2008）。
为此，在教学过程中引入Matlab仿真技术，理论联系实践开展教学工作，通过simulink界面搭建系统模型，调整参数，观察通信系统性能，激发学生的学习积极性，提升教学质量，实现良好的教学模式。
1 Matlab软件介绍Matlab在工程数值运算和系统仿真方面具有强大的功能，主要包括数值分析、仿真建模、系统控制和优化等功能（牛磊，赵正平，郭博，Matlab仿真在通信原理教学中的应用：阜阳师范学院学报，2014）。
在Matlab的Communication Toolbox（通信工具箱）中提供了许多仿真函数和模块，用于对通信系统进行仿真和分析。
Simulink平台是Matlab中一种可视化仿真工具，提供了建立模型方框图的图形用户界面（GUI），可以将图形化的系统模块连接起来，从而建立直观、功能丰富的动态系统模型（黄琳，曹杉杉，熊旭辉.基于Matlab的通信原理实验课程设计：湖北师范大学学报，2017）。
无线电波传播模型与仿真
无线电波传播模型与仿真在现代的通信领域中，无线电波的传播模型成为了一个重要的研究主题。
当我们需要传输数据、信息或者信号的时候，我们需要通过无线电波来实现。
无线电波传播模型和仿真技术的研究，可以帮助我们更好地了解无线电波在传播过程中的特点，为我们设计和优化无线电通信系统提供重要的依据。
1. 无线电波传播模型在无线电通信中，无线电波的传播受到诸多因素的影响。
传输距离、频率、天线高度和地形都会影响无线电波的传播。
1.1 自由空间模型自由空间模型是一种最简单的无线电波传播模型。
在自由空间中，无线电波沿直线传输，向四面八方辐射。
此时，无线电波传输的距离和波长有关，距离越远，信号衰减越严重。
自由空间模型适用于在太空中，或没有障碍的通信环境中使用。
1.2 多径模型在现实的通信环境中，无线电波遇到各种障碍物后会发生反射、折射、绕射等现象，从而可能产生多路径效应。
因此，多径模型被广泛应用于无线电通信系统的研究中。
在多径模型中，无线电波的传播路径包括直射路径、反射路径、绕射路径和散射路径等。
多径模型中的多路传输会使接收信号出现干扰，影响通信的可靠性。
1.3 表面波模型在表面波模型中，无线电波沿着地表层或者水面传播。
这种模型适用于低频率的无线电通信。
表面波模型的一个缺陷是信号的传输距离较短。
2. 无线电波传播仿真无线电波传播仿真是指通过计算机模拟无线电波的传播过程，以求出在各种条件下无线电波的传播特性。
无线电波仿真的目的是为了给通信工程师提供一个可靠的工具，以便进行通信系统的规划、设计和优化。
2.1 无线电波传播仿真软件无线电波传播仿真软件是通信工程师研究和设计无线电通信系统的必备工具。
在现代通信领域中，有许多广泛使用的仿真软件，比如：MATLAB、OPTIWAVE、HFSS等。
这些软件能够根据实验数据和实际场景模拟无线电波传播的行为，进行通信系统的优化和规划。
2.2 仿真参数在进行无线电波仿真时，需要输入一些参数来模拟无线电波的传输过程。
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实验六
MATLAB仿真在电路中的应用
一、实验目的
1、熟悉正弦稳态电路计算方法；
2、掌握相量图的绘制；
3、掌握频率响应的绘制。
二、实验内容
1、信号运算
取模值：abs 取相位：angle 取实部：real 取虚部：imag
2、如图所示电路，设Z1=-j250, Z2=250,020sIA,求负载ZL获得最大功率时的
阻抗值及其吸收功率。
122
12211111()110.51absb
ab
a
UUIZZZUUIIZZUIZ
整理得：1222211111010110.50100110asbbZZZUIUZZIIZ
令 00,20,bsIIA 得开路电压 ocbUU
令 00,10,sbIIA
得等效内阻抗 1bbeqbUUZI
负载获取最大功率时 LeqZZ
程序：
Z1=-j*250;Z2=250;ki=0.5;Is=2; % 设定元件参数
a11=1/Z1+1/Z2;a12=-1/Z2;a13=0; % 设定系数矩阵A
a21=-1/Z2;a22=1/Z2;a23=-ki;
a31=1/Z1;a32=0;a33=-1;
A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33];
B=[1,0;0,1;0,0]; % 设定系数矩阵B
X0=A\B*[Is;0]; % X=[Ua;Ub;I1]=A\B*[Is;Ib];
Uoc=X0(2), % Uoc等于Ib=0，Is=2∠0°时的Ub
abs(Uoc),angle(Uoc)*180/pi
X1=A\B*[0;1]; Zeq=X1(2), % Zeq等于Is=0,Ib=1时的Ub
% 最大负载功率发生在ZLpmax=Zeq'时
ZLpmax=Zeq',PLmax=(abs(Uoc))^2/4/real(Zeq)
练习：1、已知0830UV，Z=（1-j0.5）, Z1=（1+j1）, Z2=（3-j1）,求各支路
电流、电压和电路的输入导纳，并画出电路的相量图。
2、如图所示电路，设R1=1, R2=2,01045sUV,，
33
10/,10,0.4radsCFLmH
，求负载ZL获得的最大功率。
3、已知频率响应特性如图所示，画出幅频响应和相频响应。
L
R