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仿真验证包含什么内容

2012-12-19 编辑:admin 来源:辣妈网 阅读次数:
  导读: 仿真验证包含以下方面内容: 对仿真数学模型有效性的验证。我们可以通过数学模型的求解结果与真实物理系统的实验测量数据之间的对比来检验仿真数学模型有效性,确定在仿真数学建模中的近似和模型简化是否合理,并对模型误差的来源作出分析。 对计算器仿真模型(程序...

仿真验证包含以下方面内容:

对仿真数学模型有效性的验证。我们可以通过数学模型的求解结果与真实物理系统的实验测量数据之间的对比来检验仿真数学模型有效性,确定在仿真数学建模中的近似和模型简化是否合理,并对模型误差的来源作出分析。

对计算器仿真模型(程序)的验证。这是仿真程序调试和检验所必须的步骤,目的是保证仿真程序功能的正确性,即正确地表达了对应的数学模型。如果被仿真的数学模型存在理论解析结果表达,那么可以通过对比仿真数值结果与理论表达式的数值结果来检验。如果模型的解析结果不存在或难以获得,可以在尽量少改动或不改动计算器仿真模型总体结构的情况下适当简化计算器仿真模型。如果简化后的模型有相应的解析结果表达式,则可通过解析结果和仿真结果相互印证来确定仿真程序总体上是否合理。如果简化后的模型是已知数值结果的(例如前人已经进行过数值实验或发表的成果,并经过多人确认的),那么也可用来进行对比检验。例如,如果要仿真数字通信系统在时变衰落信道中的误码性能,那么在建立计算器仿真模型后,可以首先仿真加性高斯噪声信道中该系统的误码性能。这样做是因为加性高斯噪声信道数字通信系统的性能已经有广泛的研究,并为人熟知,大多数情况下还有理论解析结果可以参照。当确认在加性高斯噪声信道环境中系统的仿真结果是正确的之后,再将信道替换为所需要仿真的时变衰落信道。

对仿真算法的验证。我们知道,数值计算中存在不同的算法,各种算法的适应条件各不相同,精度和效率也有所区别。有些算法在某些数值区域可能表现良好,但在另外一些区域却可能因为不收敛导致计算失败。对于同一个仿真模型,我们通常需要尝试多种数值计算方法,对比这些算法下的数值结果,并参照物理系统的实验数据和原理来选择最合适的算法。

仿真结果置信度分析。在通信系统的误码率仿真中,我们在通信信道中引入噪声,然后通过多次重复实验来统计出误码出现的频度。显然,重复实验的次数越多,所得到的统计结果就越可信。比如,我们需要通过仿真观测到 10-4数量级的误码率曲线,假设每次仿真实验我们能够传输一个码元,那么需要重复多少次实验才能够满足要求呢?显然,重复 1000 次实验就来进行统计是不够的,因为在这些实验中,误码很可能不出现。统计理论和实际仿真试验都表明,只有当仿真次数达到 105到 106时,也就是仿真试验中统计的误码数达到几十个,统计 10-4数量级的误码率才具有较高的置信度。置信度的定量分析将在第八章中论述。

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