张红艳

（光宇电气自动化有限公司 黑龙江哈尔滨 150000）

摘 要：面向3G和4G的下一代无线通信系统复杂性远高于传统系统，基于经验法则的传统设计方法具有较大的局限性，理论仿真支撑的网络规划和系统仿真显得尤为重要。近年来计算机软件仿真技术和无线通信数学模型已渐趋成熟，目前无线通信系统的设计标准化流程一般是从软件仿真开始。

关键词：无线通信系统；仿真；研究

近年来，宽带多媒体和无线Internet通信业务需求不断增加，使得多天线无线通信研究成为当前无线通信技术的前沿和研究热点。利用智能天线的波束形成技术，可以在相同的时间用相同的频带同时传输多路信号。从信息论的观点已经证明了天线系统的容量与最少天线个数近似呈正比，并且与多径矩阵信道的秩有关。

1基于MATLAB的无线通信系统仿真技术

无线通信系统的基于仿真软件的设计方法一直还处在理论探索阶段，原因主要是缺乏较接近实际系统性能的数学模型，使仿真系统和实际系统的性能差异较大。另外无线系统目前研究领域相对较新，缺乏可供参考的仿真模型。通过近年来数学模型的实用化，无线通信仿真有了较大的发展，在MATLAB环境下搭建完整的无线通信仿真系统成为可能，在实际系统构建之前，通过MATLAB环境下的无线通信仿真系统可以分析测试系统的多项性能指标，利于设计方案和投资策略的决策。

MATLAB（Matrix Laboratory）是目前最为强大的工程仿真计算软件之一，可以处理复杂的数据结构和矩阵运算，MATLAB内建的编程语言极易操作和理解，编程过程简单。MATLAB提供的程序库提供了大量优化预定义的函数，可以简化程序设计并提高编程效率。在MATLAB的基本模块中预定义的1000余个函数，可用于科学计算仿真的各个方面，目前版本的MATLAB提供了多个可供选择的工具箱，可用于各种工程设计领域。

2无线发射设备的设计与仿真

發射机的主要功能是调制、上变频、功率放大和滤波等，即将基带信号进行调制，搬移到所需的频段，并且使之有足够的功率发射。最简单的发射机是将调制和变频合在一起，通过一个电路来实现。这种结构虽然简单，但由于本振频率与信号频率相同，本振信号很容易通过天线，辐射到空间，对邻道的本振频率进行干扰，对本地的本振频率也产生影响，使本振频率不稳，直接影响发射机的各项性能指标。这种缺陷一般采用两个本振合成新的载波频率来解决。还有一种结构是将调制和变频分开，先在中频上对信号进行调制，然后将已调信号上变频到发射的载频上，通过两次变换来实现，如图1所示。两次变换结构能够克服直接变换结构的 缺陷，但第二次变频后 的另一个边带需要用滤波器滤除。

3无线通信仿真系统的常用系统指标

系统外部指标反映了运营商和用户需求的实现程度，这类相对稳定的评价因素，有较强的可比较性。从用户需求的角度出发，可以定义两个评价指标：系统通话堵塞率和系统通话中断率。系统通话阻塞率pB定义为如图：

其中nB是被阻塞的业务数量，这部分新产生的通信业务不能找到满足条件的通信信道，被系统拒绝以保障连接中的通信业务。nC是这一时段总的通信业务量。在这里，pB只是通信业务指标的简化形式，理论上实际通信业务量应采用统计数学模型进

行描述。系统通话中断率pT定义为如图：

其中nC是通信中被中断的业务数量。

4无线接收设备的设计与仿真

接收端的功能是指从空间中的各种信号中选出有用信号，并经过一定的放大到解调器所需的功率值，然后频带信号经过解调器解调后变换成基带信号。

4.1射频接收模块

在不影响原理的基础上，这里只对超外差一次变频接收系统进行分析和仿真。超外差接收机射频模块典型结构图如图2所示。

超外差接收机采用的是外差原理，即将输入信号与由本地振荡器产生的信号进行混频，使原来射频信号的频率变换成固定频率的中频信号，再经过中频放大器进行放大。由于中频放大器的工作频率固定，而且中频信号频率比射频信号频率低得多，在中频频段上实现对所需信道的选择要比在射频频段选择滤波器Q值的要求低很多，比较容易实现，同时也有利于提高放大器的放大量，满足宽带要求。

4.2解调模块

调制信号在接收端需要进行解调。MSK信号可采用相干解调和非相干解调。MSK相干解调器的仿真模型如图3所示。

参考文献：

[1]浅谈无线通信技术的发展和改进[J]. 单淋琳. 通讯世界. 2017（07）

[2]无线通信技术发展分析[J]. 张文科. 科技创新与应用. 2016（12）

[3]无线通信技术和网络的发展探析[J]. 陈迪隆. 科技经济市场. 2014（05）

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[5]谈无线通信技术的应用[J]. 焦江. 通讯世界. 2014（23）

[6]关于对无线通信技术的研究与探讨[J]. 崔志皇，鲍培波. 信息系统工程. 2015（04）