Моделирование – это метод научного познания, при котором исследуемый объект замещается другим, более простым, называемым моделью. Как результат изучения модели возникает новая информация об объекте.
В зависимости от способа воплощения оригинала в модели различают 3 вида моделирования:
Ø физическое;
Ø полунатурное;
Ø математическое.
При физическом моделировании объект заменяется физической моделью, которая воспроизводит изучаемый объект с сохранением всех физических процессов (в радиотехнике такой процесс называют макетированием).
При математическом моделировании исследуемый объект заменяется математической моделью.
При полунатурном моделировании часть блоков системы заменяется математическими моделями, а в качестве остальных используются оригиналы (реальная аппаратура).
Из этих трех видов моделирования в последние годы особое внимание отводят математическому моделированию. Это связано с возрастанием стоимости и уменьшением сроков проектирования, необходимостью повышения качества функционирования готовых систем.
Исследование радиотехнических систем (РТС) с помощью метода математического моделирования состоит из следующих этапов:
1) составление описания исследуемой системы;
2) разработка математической модели;
3) реализация модели на ПК;
4) исследование модели;
5) интерпретация полученных результатов.
Самым сложным из этих этапов является процесс создания математической модели.
Модель любой РТС можно условно представить в виде 4-х блоков (рис. В.1).
Рис. В.1 Структурная схема модели РТС
Иногда первые два блока называют формирующей частью модели (формирует сигналы и помехи), а остальные два блока – преобразующей частью модели РТС.
Математическими моделями радиосигналов, радиопомех и различных комбинаций сигналов и помех являются, в общем случае, случайные функции времени (случайные процессы), которые условно можно представить в следующем виде:
,(В.1)
где – непрерывное или дискретное время;
- детерминированные функции параметров ;
- функции со случайными параметрами ;
- случайные процессы (шумы) с заданными свойствами;
- символ некоторого преобразования, зависящего в общем случае от времени.
Преобразование включает в себя различные операции, осуществляемые, например, при модуляции сигналов или при взаимодействии сигналов и помех (суммирование в случае аддитивной смеси).
-реализация (выборочная функция) случайного процесса является детерминированной функцией.
, (В.2)
где и - -реализации соответствующих случайных величин и случайных процессов соответственно.