【毕业设计】典型电话通信信道的建模与仿真 ㊣ 精品文档 值得下载

和单片微波集成电路数字信号处理器等，这些技术都对实现通信系统的功能产生了重要的影响。

提高了通信系统的复杂度就相当于提高了用来分析和设计系统的时间和精力，在商用产品中要求引入的新技术的设计能做到高效短时省力，要想实南通大学毕业设计论文现这些要求，必须借助于强大的计算机辅助设计和分析工具。

因此，在通信系统工程设计和应用中，通信系统仿真起着举足轻重的作用，并强有力的支持着通信网络的发展。

研究领域现状随着现代通信系统的飞速发展，通信系统仿真已成为如今分析和设计通信系统最主要的工具，在通信系统的开发和教学中也用的非常频繁。

通信系统仿真主要用于衡量通信系统的性能，它通过信道模型的仿真结果来评判原系统性能的好坏，从而在建立新系统或改造原系统的过程中给予可靠的指导。

通过系统仿真，可以减少新系统的失败次数，清除设计中可能存在的瓶颈，减少系统中过多的负载，优化系统整体的性能。

因此，通信系统仿真是通信工程研究和建设中不可或缺的方法。

实际中的通信系统功能结构非常复杂，不管对这个系统做多么微妙的改变如改变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稳定和性能。

所以，当改进原有的通信系统或重新建立个新的系统以前，般都需要对这个系统进行建模和仿真。

仿真结果可以用来衡量原方案是否可行，以便从中选择最合理的参数设置和系统配置，再将这些选好的配置应用于实际的通信系统中，以上的整个过程就是通信系统的仿真。

发展趋势世界各地的联系日趋紧密，这是不可逆转的发展趋势。

通过对通信系统建模和性能分析来对个通信系统进行软件仿真，这必须依靠科学的仿真建模理论高效的仿真软件和仿真结果的正确分析。

高效的仿真工具应该具有动态仿真内核集成数据分析工具图形建模高效分层次建模等特征。

仿真建模应有面向对象的设计思想，首先是要能够再现网络拓扑结构，然后用准确的模型来描述拓扑中的各种对象，在这过程中需要用软件再现网络协议中的数学表达，除此之外还应具有对事件和参数重新定义的能力。

全面系统的分析仿真运行的结果也是应该具备的条件，并能从庞杂繁复的数据结果中抽取出有用的信息。

因此，个好的通信系统仿真评价系统要有模型定义分层建模面向对象仿真结果自动生成等特征。

当今的通信系统越来越面向大型综合多业务方向发展，在同通信系统中可以包含多个不同功能的子系统，运行不同的网络协议，承载多种综合网络业务。

在通信系统建设中，具有高度复杂性和不确定性，所以在通信系统的规划和建设中，应用通信系统仿真技术，可以对于通信系统设计方案实施方案通信系统运行情况通信系统发展计划等进行测试评估改进和优化，实现通信系统设计最优化，提高通信系统的实用性与经济型，节约建设成本，缩短建设周期，并对于通信系统的性能做出有效的预测，为通信系统的改善南通大学毕业设计论文做好准备。

通信系统仿真技术与应用，对于我国的通信系统发展具有深远的意义，优秀的通信系统仿真工具，随着我国高速通信系统的建设，正在成为种必要的工具。

所做的主要工作电话信道是通信系统中最为基础的部分，对其信道特性的研究有利于找出影响信道特性的因素，改善系统信号传输性能。

仿真是衡量系统性能的工具，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，防止对系统中些功能部件造成过盈的负载，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。

全文共分为四章，各章节的主要内容安排如下第章为绪论，简要介绍了信道建模的研究背景意义和目前国内外研究现状。

第二章对信道进行描述，其中包括信道的特征分类，信道噪声，以及信道建模的概念和意义。

第三章主要对恒参信道模型进行介绍，说明了典型电话信道是恒参信道，着重描述了恒参信道的信道特性，包括幅频特性以及相频特性，并给出了带通信道的等效低通模型来模拟群时延特性对信道特性的影响。

第四章实现电话信道的建模与仿真，描述了仿真的整个过程，包括参数的选择程序的编写仿真结果的分析和综合，并提出了改进信道特性的方法。

南通大学毕业设计论文第二章信道信道的特征和分类根据通信的概念来说，信号必须依靠传输的介质进行传输，所以可以将传输介质定义为信道。

但从另个角度来说，信号还必须经过许多其他设备如发送机调制器接收机解调器信号放大器等进行各种信息处理，这些设备显然也是信号经过的路径，因此，又把传输介质狭义信道和信号必须经过的各种通信设备统称为广义信道。

信道可分为两大类类是空间传播电磁波的通路，如光波信道微波信道超短波信道短波信道等，它们的传播空间比较自由，习惯上把这些信道称为无线信道另类是导引传播电磁波的渠道，如电缆信道波导信道明线信道光纤信道等。

它们都具有各种传输能力的导引体，习惯上就称这些信道为有线信道。

有线信道架空明线，即在电线杆上架设的互相平行而绝缘的裸线，它是种在世纪初就已经大量使用的通信介质。

架空明线安装简单，传输损耗比电缆低，但通信质量差，受气候环境等影响较大并且对外界噪声干扰比较敏感，因此，在发达国家中早已被淘汰，在许多发展中国家中也已基本停止了架设，但目前在我国些农村和边远地区受条件限制的地方仍有不少架空明线在工作着。

双绞线电的样值，由此可以计算出的样值，这样，就得到了带通信道频域函数的幅频特性和相频特性，即，调用子程序可以计算出带通信道单位脉冲响应。

带通信道的频率函数也可以由等效低通模型冲激响应得到，公式表示为，具体程序流程如图所示。

仿真结果分析根据以上分析，可以在中编写如下程序求解带通信道单位冲激响应，详细程序见附录。

程序仿真结果见图。

网络的传输特性通常可用幅度频率特性和相位频率特性来表征。

由结果曲线可知，电话信道的不均匀衰耗必然使传输信号的幅度频率发生畸变，引起信号南通大学毕业设计论文波形的失真，使信号时域波形有很长的拖尾。

此时若要传输数字信号，会引起相邻数字信号波形之间在时间上的相互重叠，即造成码间串扰码元之间相互串扰。

要避免这种干扰，则需要降低码元的传输速率。

由该时域图可以确定码元周期，从而得出该信道所能传输的最大码元速率。

图程序流程图确定，计算带通样值计算带通样值计算带通样值计算调用子程序计算选取所需要的样值，标称化打印结果，绘制曲线南通大学毕业设计论文图仿真结果图仿真结果南通大学毕业设计论文图仿真结果信道特性的改善方法为了减小幅度频率畸变，在设计总的电话信道传输特性时，般都要求把幅度频率畸变控制在个允许的范围内。

这就要求改善电话信道中的滤波性能，或者再通过个线性补偿网络，使衰耗特性曲线变得平坦。

这后措施通常称之为均衡。

在载波电话信道上传输数字信号时，通常要采用均衡措施。

均衡的方式有时域均衡和频域均衡。

相位频率畸变群迟延畸变如同幅频畸变样，也是种线性畸变。

因此，也可采取相位均衡技术补偿群迟延畸变。

为了减小相移失真，在调制信道内采取相位均衡措施，使得信道的相频特性尽量为理想线性曲线。

或者严格限制已调信号的频谱，使它保持在信道的线性相移范围内传输。

恒参信道幅度频率特性及相位频率特性的不理想是损害信号传输的重要因素。

此外，也还存在其它些因素使信道的输出与输入产生差异亦可称为畸变，例如非线性畸变频率偏移及相位抖动等。

非线性畸变主要由信道中的元器件如磁芯，电子器件等的非线性特性引起，造成谐波失真或产生寄生频率等频率偏移通常是由于载波电话系统中接收端解调载波与发送端调制载波之间的频率有偏差例如，解调载波可能没有锁定在调制载波上，而造成信道传输的信号之每分量可能产生的频率变化相位抖动也是由调制和解调载波发生器的不稳定性造成的，这种抖动的结果相当于发送信号附加上个小南通大学毕业设计论文指数的调频。

以上的非线性畸变旦产生，般均难以排除。

这就需要在进行系统设计时从技术上加以重视。

本章小结这章主要通过软件建立了电话信道的带通模型，并通过实现了电话信道模型的仿真，通过编写程序，可以用软件绘出系统幅频特性和相频特性曲线图，并用计算出信道冲激响应，这样可以清楚的看到幅度失真和群时延失真对系统传输特性的影响。

通过仿真结果，得出相频特性对数字信号传输影响最大，并掌握了通过计算等效低通脉冲响应来求解带通系统的冲激响应的方法。

南通大学毕业设计论文结束语信道是通信系统的传输媒介，为了在有限的频谱资源上高质量大容量地传输信息，就必须掌握电波在信道中的传播特性及变化规律，建立信道模型。

信道是通信系统中最基础的部分。

典型电话信道是个恒参信道，由于恒参信道对信号传输的影响是固定不变的或者是变化极为缓慢的，因而可以等效为个非时变的线性网络。

从理论上讲，只要得到这个网络的传输特性，则利用信号通过线性系统的分析方法，就可求得已调信号通过恒参信道后的变化规律。

通过观察信道幅频特性相频特性对信道特性的影响，尤其相频特性即群时延特性对信号传输的影响，得出信道特性变化的规律。

由群时延特性计算带通信道的相频特性，已知信道的幅频特性，求得了通带通信道的等效冲激响应频率函数，继而求出带通信道冲激响应，用软件绘出结果曲线。

由结果曲线可以确定该信道所能传输的信号码元的最大传输速率。

分析得出，信道特性的不理想导致信号时域波形有很长的拖尾，从而造成码间串扰。

在电话信道上传输数字信号时，通常要采用均衡措施。

均衡的方式有时域均衡和频域均衡，群迟延畸变可采取相位均衡技术来补偿。

南通大学毕业设计论文参考文献王刚，郑方电话信道下应用进行说话人识别清华大学学报马小舟移动无线信道特性及基于的信道仿真器实现长沙国防科学技术大学，胡凡非协作数字通信系统群时延及相位噪声研究成都电子科技大学，王俊波，曹哲，陈明，等无线并行放大转发中继传输中基于信噪比的功率分配研究电子学报夏术泉通信电子线路北京北京理工大学出版社喻火根移动通信信道建模与仿真研究成都电子科技大学，张德丰数字图像处理版北京人民邮电出版社李耀东，王玉玲宽带无线移动通信系统信道建模技术研究西安邮电学院学报曾婷电话授时系统信道时延测量新技术研究北京中国科学院，陆建东基于的无线信道传播特性分析科技传播，南通大学毕业设计论文致谢本文是在导师张士兵的悉心指导下完成的，在这几个月中，我认真的阅读了相关的中英文文献，遇到问题自己先查阅相关资料，并且虚心地向老师请教。

在做毕业设计的过程中，我学到了很多东西，初步了解了电话信道建模的概念意义，并建立了带通信道