系统仿真技术在通信系统中的应用new

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1、http://www.paper.edu.cn系统仿真技术在通信系统中的应用周晓宁中北大学摘要：本文首先对计算机仿真技术做了简单的介绍，然后分析了通信系统仿真的发展、应用背景和仿真过程，简单的论述了通信系统的建模和数据采集，最后对网络仿真的前景做了展望。关键词：仿真、通信系统、模型、网络前言随着现代科学技术的迅速发展，计算机技术已广泛的应用于科学计算、数据处理、辅助设计、过程控制、管理决策和教育训练等各方面。在工业部门，计算机辅助设计和辅助制造更是发挥了巨大的作用，在控制系统的分析和设计过程中，计算机辅助设计是强有力的工具。计算机仿真则是系统设计、分析各个阶段不可缺少的手段。

2、计算机仿真技术是以多种学科和理论为基础，以计算机及其相应的软件为工具，通过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术。计算机仿真（模拟）早期称为蒙特卡罗方法，是一门利用随机数实验求解随机问题的方法。其原理可追溯到1773年法国自然学家G.L.L.Buffon为估计圆周率值所进行的物理实验。[1]根据仿真过程中所采用计算机类型的不同，计算机仿真大致经历了模拟机仿真、模拟－数字混合机仿真和数字机仿真三个大的阶段。20世纪50年代计算机仿真主要采用模拟机；60年代后串行处理数字机逐渐应用到仿真之中，但难以满足航天、化工等大规模复杂系统对仿真时限的要求；到了70年代模拟－数字混合

3、机曾一度应用于飞行仿真、卫星仿真和核反应堆仿真等众多高技术研究领域；80年代后由于并行处理技术的发展，数字机才最终成为计算机仿真的主流。现在，计算机仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。一.通信系统仿真的发展和应用背景现代通信系统是一个十分复杂的工程系统，通信系统设计研究也是一项十分复杂的技术。由于技术的复杂性，在现代通信技术中，越来越重视采用计算机仿真技术来进行系统分析和设计。随着电子信息技术的发展，已经从仿真研究和设计辅助工具，发展成为今天的软件无线电技术，这就使通信系统的仿真研究具有更重要和

4、更实用的意义。1．通信系统仿真的提出网络仿真是近年来兴起的一种网络研究技术，它是以计算机为主要工具，借助于软件工具，在网络建设的前期对网络性能和状态进行了解和规划。通过对通信网络的框架结构和协议构成建立数学模型，以数学形式描述网络行为，通过定义业务事件、协议流程等计算机手段仿真实际网络的运行，从仿真结果中给出所感兴趣问题的评估报告，及时发现并解决设计问题，提出改进和优化方案，通过这种方法，在协议开发、标准制定、网络规划设计和网络运营管理等各方面，可以极大地提高效率，节约投资，缩短开发设计时间，为通信网络的发展提供了强有力的支持。　-1-http://www.paper.edu

5、.cn2．通信系统仿真的特征对一个通信系统的软件仿真是通过对网络协议建模和性能分析来进行的，需要高效的仿真工具，先进的仿真建模理论和对结果的正确分析。高效的仿真工具应具有图形建模、动态仿真内核、集成数据分析工具、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，首先是对网络拓扑结构的再现，然后对拓扑中的各种对象用准确的模型来描述，在这一过程中需要对网络协议的数学表达用软件再现，并且应有对事件和参数重定义的能力；同时对仿真运行的结果应有全面、系统的分析，并能从庞杂繁复的数据中抽取出有用的信息。优秀的通信系统仿真评估系统具备面向对象，分层建模，模型定义，仿真自动生成等特征。3

6、．通信系统仿真的典型应用通信系统的仿真，具有广泛的使用范围即可以用于网络建设的前期规划，也可用于网络改造中的系统分析，其应用包括：基于标准或特定的LAN、WAN、无线网、卫星网等建模和网络建设规划；通信网络的结构和协议的研究开发与验证；辅助网络的监控、管理及网络优化；资源规划与网络性能分析；网络系统的构建与集成中对于多种不同的连接技术，多种协议、算法建模仿真，模拟网络中断和恢复的通告，描述随机发生的网络危险等。二、通信系统仿真技术的流程通信系统的仿真依靠计算机软件的设计和运行，而仿真软件的编制是和通信系统的协议特征紧密联系的，通信系统仿真主要由需求分析、系统建模、数据采集/仿

7、真、分析等几步组成。完整的通信系统仿真包括以下的过程：1．需求分析在做通信系统仿真之前，首先进行的是需求分析，它包括对通信系统要实现的通信服务功能、采用的主要通信体制、系统规模和可能会出现的瓶颈等方面进行需求调研和分析。2．系统建模系统建模在仿真中又称为模型描述，是将要仿真的通信系统中有关硬件设备和软件协议用数学模型和算法来描述，然后编制计算机语言实现模型，在仿真进程中它分为初始化描述和重描述。以函数的形式来定义各种对象动作。系统建模分网络建模、节点建模、进程建模三大部份。网络建模工具用于建立网络节点和