1.6　MATLAB在通信系统仿真中的应用

仿真是衡量系统性能的工具，通过仿真可以为新系统的建立和原系统的改造提供可靠参考，可以降低新系统失败的可能性，消除系统潜在的瓶颈，防止对系统中某些功能部件造成过量的负载，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。

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言。MATLAB中的Communication Toolbox提供了很多进行通信系统仿真的实用函数。在通信原理课程中有很多实际的问题都可通过MATLAB仿真给出形象、生动、直观的演示。

Simulink是MATLAB中的一个建立系统框图和基于框图的系统仿真环境，是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无须大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。并且仿真结果可以近乎“实时”地通过可视化模块，如示波器模块、频谱仪模块以及数据输入/输出模块等显示出来，使系统设计、仿真调试和模型检验工作大为便捷。

通信系统的仿真一般分为三个步骤：仿真建模、仿真实验和仿真分析。

（1）仿真建模：仿真建模是根据实际通信系统建立仿真模型的过程，它是整个通信仿真过程中的一个关键步骤，直接影响着仿真结果的真实性和可靠性。仿真模型是对实际系统的一种模拟和抽象，但又不是完全的复制。仿真模型的建立需要综合考虑其可行性和简单性。仿真模型一般是一个数学模型，在仿真建模过程中，首先需要分析实际系统存在的问题或设立系统改造的目标，并且把这些问题和目标转化成数学变量和公式。然后就是获取实际通信系统的各种运行参数，并通过MATLAB仿真软件来建造仿真模型。

（2）仿真实验：仿真实验是一个或一系列仿真实验的测试，在仿真实验过程中，通常需要多次改变仿真模型输入信号的数值（输入数值要具有一定的代表性，能从各个角度显著地改变仿真输出信号的数值），以观察和分析仿真模型对这些输入信号的反应，以及仿真系统在这个过程中表现出来的性能。

（3）仿真分析：仿真分析就是通过对仿真输出数值的处理和分析以获得衡量系统性能的度量，从而获得对仿真系统性能的一个总体评价。常用的系统性能度量包括均值、方差、最大值和最小值等，它们从不同的角度描绘了仿真系统的性能。