之前的章節(jié)粗略的講完什么是仿真，再來(lái)講講通信和仿真有什么關(guān)系？我必須得承認(rèn)：這兩個(gè)有很親密的關(guān)系。聽(tīng)著怪怪的。但這就是事實(shí)啊，兩個(gè)方面緊緊的相互依偎。

為什么通信原理要和仿真聯(lián)系在一起？

工科學(xué)生最忌諱眼高手低，如果理論不聯(lián)系實(shí)際就會(huì)導(dǎo)致這樣。仿真是實(shí)際工作的一部分，不僅能夠促進(jìn)理論的理解，還能助你增長(zhǎng)很多知識(shí)。

如何進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)的程序開(kāi)發(fā)？有時(shí)，為了進(jìn)行多種技術(shù)的比較以確定選擇那種技術(shù)，那么就需要進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)的仿真研究。比如調(diào)制方式的確定，選擇QAM還是PSK方式呢？那些就需要通過(guò)仿真來(lái)確定這兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，那么和系統(tǒng)代價(jià)、性能相關(guān)的指標(biāo)就是仿真程序考察的重點(diǎn)，比如誤碼率性能和解調(diào)的復(fù)雜程度，而關(guān)于解調(diào)過(guò)程中，信號(hào)使用相干解調(diào)還是差分解調(diào)會(huì)帶來(lái)的差異就不是仿真程序的考察內(nèi)容，這樣使得程序可以根據(jù)需求自由瘦身或者增肥。舉例來(lái)說(shuō)，比如你要結(jié)合調(diào)制內(nèi)容考察編解碼的性能，那么信號(hào)調(diào)制解調(diào)的內(nèi)容使用基帶形式來(lái)完成就可以了。而如果要完成系統(tǒng)定點(diǎn)量化造成的性能損失，那么中頻形式的調(diào)制解調(diào)程序是必須的，因?yàn)楹芏嗲闆r下，載波量化到多少位可以使得系統(tǒng)性能不至于下降很多是無(wú)法在基帶完成的。這種情況在GPS信號(hào)的解調(diào)中就體現(xiàn)的很明顯。

在分成兩類(lèi)技術(shù)開(kāi)發(fā)的同時(shí)，仿真還有個(gè)大的前提，就是仿真環(huán)境建立的真實(shí)度。這個(gè)真實(shí)度的概念是貫穿于仿真的始終，也貫穿于數(shù)字通信的始終。在學(xué)習(xí)教材的時(shí)候，書(shū)本上在介紹通信系統(tǒng)中引入高斯白噪聲的時(shí)候都會(huì)加上假設(shè)兩字，這就是對(duì)仿真環(huán)境真實(shí)度的重要體現(xiàn)。噪聲的例子很直接，因?yàn)榇蠹叶记宄诓煌男诺老滦枰硬煌脑肼?。但?shí)際上對(duì)于仿真時(shí)間不是很長(zhǎng)的研究人員來(lái)說(shuō)，真實(shí)度的概念有時(shí)候很難擴(kuò)展到真實(shí)的仿真中，我現(xiàn)在通過(guò)一個(gè)例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

比如采樣偏差的仿真，由于采樣偏差的存在，就需要有糾正采樣偏差的措施。不能說(shuō)你先建立一個(gè)沒(méi)有采樣偏差的信號(hào)源，然后在接收端加入了糾正采樣偏差的措施，而且仿真結(jié)果也沒(méi)有下降，就說(shuō)明接收端的糾偏差的算法就是正確的。只有建立正確的信號(hào)源才行。怎么建立呢？在編程的時(shí)候，先寫(xiě)出數(shù)字信號(hào)源x(n)，然后通過(guò)固定間隔的內(nèi)插來(lái)完成含有采樣偏差的信號(hào)源，那么這種信號(hào)源是否就符合了系統(tǒng)的仿真要求呢？

不是，因?yàn)樵谙到y(tǒng)中ADC采樣信號(hào)源是隨機(jī)的，因此還要加入起始時(shí)刻采樣偏差。那到這一步，是不是就已經(jīng)完成了呢？下面的細(xì)化過(guò)程就體現(xiàn)出對(duì)通信系統(tǒng)的了解程度了。比如，通信系統(tǒng)中有捕獲部分，能保證捕獲后的起始時(shí)刻偏差在1個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)，那么仿真中設(shè)置的偏差值的范圍就是正負(fù)1個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)，如果捕獲后的起始時(shí)刻偏差在2個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)，那么仿真中設(shè)置的偏差值的范圍就是正負(fù)2個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)。那么到這一步是不是就完整了呢？

沒(méi)有，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有，算法程序是無(wú)法徹底還原仿真環(huán)境的真實(shí)，只能逼近你所需的環(huán)境。接著上面的說(shuō)，如果ADC在采樣的時(shí)候伴隨著突然的抖動(dòng)，那么怎么逼近這種信號(hào)源呢？有人說(shuō)，這不是接收端糾正采樣偏差算法的內(nèi)容，可以這么說(shuō)。但作為系統(tǒng)的算法，是要能夠應(yīng)對(duì)這種情況的，才能使通過(guò)這種算法做出的系統(tǒng)非常的健壯。諸如此類(lèi)的情況會(huì)出現(xiàn)在算法的各個(gè)部分，因此，在逼近實(shí)際環(huán)境的真實(shí)度上，還有一個(gè)原則就是有所為有所不為，就看系統(tǒng)需求的準(zhǔn)確性和研發(fā)人員對(duì)問(wèn)題的預(yù)判能力，這個(gè)能力隨著大家的不斷學(xué)習(xí)會(huì)得到不斷的加強(qiáng)。我現(xiàn)在還有看書(shū)的習(xí)慣，還有寫(xiě)算法程序的習(xí)慣，所以我這個(gè)能力還在增長(zhǎng)。如果不看書(shū)，不寫(xiě)程序，以我們的知識(shí)底蘊(yùn)很難使得這個(gè)能力得到增長(zhǎng)。

算法仿真會(huì)涉及通信知識(shí)、信號(hào)與系統(tǒng)知識(shí)、數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)、仿真軟件知識(shí)和相關(guān)的系統(tǒng)知識(shí)。希望同學(xué)們能夠?qū)W好相關(guān)的課程。

但擺在我面前的事實(shí)是：我們學(xué)院的同學(xué)們的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)是相當(dāng)?shù)牟睢?017年，此門(mén)課程上完后就消失了。2020年，回望加總結(jié)整理！

未完，待續(xù)！

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程之matlab系統(tǒng)仿真 第七章 仿真需要哪些基礎(chǔ)知識(shí)？（1）

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