《基于systemview的扩频通信仿真与分析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于systemview的扩频通信仿真与分析.pdf（3页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第2 9 卷 第7 期 2 0 0 6 年 7月 合肥 工业 大学学报(自然科学版)J OURNAL OF HE F E I UNI VE R S I TY OF T E C HNOL O GYVo l.2 9 No.7J u l.2 0 0 6基于S y s t e m v i e w的扩频通信仿真与分析刘正琼(合肥工业大学 计算机与信息学院，安徽 合肥2 3 0 0 0 9)摘要:文章利用S y s t e m v i e w软件作为平台，对扩频通信中最典型的扩频工作方式直接序列扩频系统(D S S S)进行了仿真分析;结果表明直扩系统的抗干扰能力远远大于普通的二进制系统，并且随着扩频增益
2、的增大，系统的误码率越小;同时扩频系统性能的好坏很大程度上还取决于扩频码的特性。关键词:S y s t e m v i e w;直接序列扩频;扩频码;抗干扰中图分类号:T N 9 1 4.4 2文献标识码:A文章编号:1 0 0 3-5 0 6 0(2 0 0 6)0 7-0 8 4 3-0 3 S i mu l a t i o n a n d a n a l y s i s o f s p r e a d s p e c t r u mc o mmu n i c a t i o n b a s e d o n t h e s o f t w a r e S y s t e mv i e w
3、L I U Z h e n g-g i o n g(S c h o o l o f C o m p u t e r a n d I n f o r m a t io n,H e f e i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y,H e f e i 2 3 0 0 0 9,C h in a)A b s t r a c t:B a s e d o n t h e s o f t w a r e S y s t e mv i e w,d i r e c t s e q u e n c e s p r e a d s p e c t r u m(D S
4、 S S)c o mmu n i c a t i o n i ss i m u l a t e d a n d a n a l y z e d.T h e s i m u l a t i o n r e s u l t s h o w s t h a t t h e a n t i-j a m m i n g c a p a b i l i t y o f t h e D S S Sc o m m u n i c a t i o n s y s t e m i s b e t t e r t h a n t h a t o f c o m m o n b i n a r y d i g i t
5、 a l s y s t e m s,t h a t w i t h t h e i n c r e a s i n g o ft h e s p r e a d s p e c t r u m(S S)g a i n,t h e p r o b a b i l i t y o f e r r o r b i t s d e c r e a s e s,a n d t h a t t h e s y s t e m s c a p a b i l i t yd e p e n d s g r e a t l y o n t h e c h a r a c t e r i s t i c o f
6、 s p r e a d s p e c t r a l s e q u e n c e s.K e y w o r d s:S y s t e m v i e w;d i r e c t s e q u e n c e s p r e a d s p e c t r u m;s p r e a d s p e c t r a l s e q u e n c e;a n t i 一 a mmi n g 扩频通信技术由于具有较强的抗干扰能力、，一二 一_，二_，_ _ L.J%节 1 H Jl l 士立三二月 竺艺二丫立 岁咒万1 直扩系统的工作原理保密性好以及易于实现多址通信等优良的特性，-一
7、“”“一”.一它不仅在军事通信中占有重要的地位，而且近年直接序列扩频通信就是直接用具有高码率的来在民用通信中也得到了越来越广泛地应用与扩频码序列，在发送端去扩展信号的频谱。而在研 究 1。接 收 端，用 相 同 的 扩 频 码 序 列 去 进 行 解 扩，把 展 宽 扩频通信主要有直接序列扩频(D S S S)、跳频的扩频信号还原成原始的信息。其理论基础为扩频(F H S S)和跳时扩频(T H S S)3 种工作方S h a n n o n 定理 3)，该定理指出:在高斯白噪声干扰式图，其中 直接序列扩频通信是扩频通信技术中条件下，通信系统信道容量为最为常用的一种，影响其性能的主要因素有扩频
8、C=Wl o g 2(1+S/N)(1)增 益 和 扩 频 码序列。本文 将借助S y s t e m v ie w这其中，C 为 信道 容 量;W为 信号 带 宽;S 为 信号 平一系统级的通信仿真工具，建立直接序列扩频通均功率;N为噪声功率。信系统模型，研究不同的扩频码序列和扩频增益由(1)式可见，在无差错传输的信息速率不变对扩频系统性能的影响。的情况下，如果信噪比很低，则可以用足够宽的带 收稿日 期:2 0 0 5-0 7-1 9 作者简介:刘正琼(1 9 7 3 一)，女，安徽合肥人，合肥工业大学讲师。8 4 4合肥工业大学学报(自 然科学版)第 2 9 卷宽来传输信号。直扩系统原理框
9、图，如图1 所示。图 1 直扩系统原理图 要传送的信息首先进行信息调制转换成二进制数字信号，用此二进制信号与扩频码发生器产生的扩频码序列相乘(或模二和)形成带宽较宽的宽带信号，再用此宽带信号调制载波，通过天线发射出去。信号在信道传输时受到干扰，所以接收机接收到的信号除了有用信号外还有干扰信号，将接收到的信号进行解调，再经过与发送端相同的扩频码进行相关解调(解扩)，最后经信息解调，恢复成原始信息输出。可见，一般的扩频通信系统都要进行 3 次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，2 次调制为扩频调制，3 次调制为射频调 制 4 ，以 及 相 应的 信 息 解调、解扩和 射 频 解 调。(4)噪声采
10、用功率谱密度为0.0 0 0 1 W/H a的高斯白噪声。2.1 与普通的二进制系统性能比较 在扩频通信中，由于接收端采用相关检测的办法来解扩，使有用宽带信息信号恢复成窄带信号，而把干扰信号扩展成宽带信号，然后通过窄带滤波技术提取有用的信号。这样，对于各种干扰信号，因其在接收端的非相关性，解扩后窄带信号中只有很微弱的成分，信噪比 很高，因此其抗干扰性比 普通的通信系统强。在S y s t e m v i e w中分别建立两者的模型进行仿真，得到普通二进制系统和直扩系统在不同 信噪比下的误比 特率(B E R)曲线，如图3 所示。由图3 看出，在信噪比 相同的情况下，直扩系统的抗干扰能力远远大于
11、普通的二进制系统。2 直扩系统的S y s t e m v i e w仿真分析 S y s t e m v i e w 是一 个信 号级的 系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计和仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理，滤波器设计，到复杂的通信系统等不同层次的 设计仿真要求1 5 1。利用S y s t e m v i e w建立的直扩系统的仿真模型，如图2 所示。1 2 3 4 5 S N R 八 U 31.二进制通信系统2.直扩系统图 3 误比特曲线对比2.2 扩频增益G的影响 扩 频增 益E 6 G的 大小对 直扩系 统性能有很大的影响，不同扩频增益时系统的误比特
12、率(B E R)曲线，如图4 所示。由图4 看出，增加扩频增益可以改善系统误码率。0.1 50.1 0(岁)左囚山4 5图 2 直扩系统仿真模型1 2 3 S NR/d B1.G=1 0 2.G=1 0 0 主要参数设置如下:(1)系统采用伪随机码作为二进制信源，码速率为1 0 0 0 b i t/s o (2)扩频码由P N序列发生器产生，码速率为l o o k b i t/s 的伪随机码。(3)调制采用二进制相移键控方式，即B P S K,2.3 图4 误比特曲线对比扩频码的影响 在扩频系统中，信号频谱的扩展是通过信息数据与扩频码相乘(或模二和)来实现的，因此扩频系统性能的好坏直接取决于扩
13、频码的特性川。常用的扩频码有用移位寄存器实现的 P N码、G o l d 码和J P L 码C 8 1，为了比 较这几种扩频码对系第7 期刘正琼:基于S y s t e m v i e w的扩频通信仿真与分析8 4 5统的影响，先建立它们的仿真模型，然后将仿真的3 种扩频码序列加人扩频系统，得出的误比特率(B E R)曲线如图5 所示。越大，系统的误码率越小。同时扩频系统性能的好坏很大程度上还取决于扩频码的特性。参考文献引十曰119曰厂厂L0.2 00.1 50.1 00.0 5张欣.扩频通信数字基带信号处理算法及其 V L S I 实现 M .北京:北京科学出版社，2 0 0 4.1-2 0
14、.童成意.扩频通信技术应用研究 J .湘潭师范学院学报(自然科学版),2 0 0 3,2 5(2):2 7 一3 0.许丽艳，李雪梅，于瑞涛.扩展频谱通信系统的仿真仁 J 二.青岛大学学报(S程技术版)，2 0 0 0,1 5(1 2):5 0-5 3.白 木，周洁.扩频通信的原理、工作方式、特点和应用 J .电力系统通信，2 0 0 2,(4):3 6-3 8.罗卫兵，孙 烨，张 捷.S y s t e m v i e w动态系统分析及通信系统仿真设计 M.西安:西安电子科技大学出版社，2 0 0 1.2 0 一3 0.孙鹏勇.直接序列扩频通信处理增益的分析 J .辽宁工程技术大学学报(自
15、然科学版),2 0 0 0,1 9(4):8-1 2.青 松，程岱松，武建华.数字通信系统的S y s t e m v i e w仿真与分析 M.北京:北京航空航天大学出版社，2 0 0 0.8 5 一9 5.吴明捷，马景兰，王伟.直接系列扩频通信中的伪随机码 J .工矿自 动化，2 0 0 2,(3):1 2-1 4.萝汾山山门JFIJ刁八j月任比rLLesLLL1.移位寄存器的 图 51 2 S N R/d I 3P N码2.J P L码 误比特曲线对比3.G o l d 码刁J刁九匕了厂L厂L 由图 5 看出，G o l d 码系统的性能最好，J P L码系统次之，P N码系统最差，但移
16、位寄存器形成的P N码易于实现，G o l d 码具有良 好的自 互相关性，且它的优选序列多，J P L码的捕获快，适合快捕。所以，在实际应用中要根据具体情况来选择不同的扩频码。3 结束语 通过用S y s t e m v i e w软件对直扩系统进行仿真，可以看出直扩系统在相同信噪比下的抗干扰能力远远大于普通的二进制系统，并且扩频增益 8(责任编辑张秋娟)(上接第8 2 4 页)参考文献仁 7 B y r n e A J.T h e v i r t u a l c o r p o r a t i o n J .B u s i n e s s We e k,1 9 9 3,(2):9 8 一1
17、 0 3.N a g a l R.2 1 s t c e n t u r y m a n u f a c t u r i n g e n t e r p r i s e s t r a t e g y:a n i n d u s t r y-l e d v i e w M.D i a n e P u b C o,1 9 9 1.1 6 一3 8.S u Z,P o u l i n D.P a r t n e r s h i p m a n a g e m e n t w it h i n t h e v i r t u a le n t e r p r i s e i n a n e t w
18、o r k A .P r o c o f I E MC-9 6 C .V a n c o u-v e r,B C,C a n a d a:I E E E P r e s s,1 9 9 6.6 4 5 一6 5 0.T a l l u r i S,B a k e r R C.A q u a n t i t a t i v e f r a m e w o r k f o r d e s i g-n in g e f f ic i e n t b u s i n e s s p r o c e s s a l l i a n c e s A .P r o c o f I E MC-9 6 C .V
19、 a n c o u v e r,B C,C a n a d a:I E E E P r e s s,1 9 9 6.6 5 6 一6 6 1.F e n g We i d o n g,C h e n J i a n,Z h a o C h u n j u n.P a r t n e r s s e l e c-t i o n p r o c e s s a n d o p t i m i z a t i o n m o d e l f o r v i r t u a l c o r p o r a t i o n sb a s e d o n g e n e t ic a l g o r i
20、 t h m s J .J o u r n a l o f T s i n g h u a U n i v(S c i&T e c h)，2 0 0 0,4 0(1 0):1 2 0 一1 2 4.Wa n g D o n g w e i,Y u n g K L,I p W H.A h e u r i s t i c g e n e t i ca l g o r i t h m f o r s u b c o n t r a c t o r s e l e c t io n in a g l o b a l m a n u f a c-t u r i n g e n v i r o n m e
21、 n t J .I E E E T r a n s o n S y s t e m,M a n,a n d C y b e r n e t i c s,P a r t C-A p p l i c a t i o n a n d R e v i e w s,2 0 0 1,8 9 3 1(2):1 8 9 一1 9 8.L i Q u a n l o n g,X u X i a o f e i.A s e l f-a d a p t i v e g e n e t i c a l g o r i t h mf o r p a r t n e r s e l e c t i o n o f a g
22、 i l e v i r t u a l e n t e r p r i s e 巨 J .H ig hT e c h n o l o g y L e t t e r s,2 0 0 1,1 1(1 0):6 6 一6 9.Ma Z u j u n.P a r t n e r s e l e c t io n o f s u p p l y c h a i n a l l i a n c e b a s e do n g e n e t i c a l g o r i t h m s J .S y s t e m s E n g in e e r i n g T h e o r y&P r a
23、 c t i c e,2 0 0 3,2 3(9):8 1 一8 4.Z h a o F u q i n g,H o n g Y i,Y u D o n g m e i,e t a l.A n o v e l g e n e t i ca l g o r i t h m f o r p a r t n e r s e l e c t i o n p r o b l e m i n v i r t u a l e n t e r p r i s e A .P r o c o f t h e 2 0 0 4 I n t e r C o n f o n I n t e l l i g e n t M
24、e c h a t r o n-i c s a n d A u t o m a t i o n C .I E E E P r e s s,2 0 0 4.4 7 7 一4 8 2.引刁J刁119户，J一IL厂L厂L 4 1 0 C h u n J S,K i m M K,J u n g H K.S h a p e o p t im i z a t i o n l e c t r o m a g n e t i c d e v i c e s u s in g i m m u n e a l g o r i t h m J .T r a n s o n Ma g n e t i c s,1 9
25、9 7,3 3(2):1 8 7 5 一1 8 7 9.o f e-I FFF 5 1 1 1 2 6 L i u K e s h e n g,C a o X i a n b i n,Z h e n H a o r a n g,e t a l.S o l b i n gT S P b a s e d o n i m m u n e a l g o r i t h m J .C o m p u t e r E n g in e e r-i n g,2 0 0 0,2 6(1):1 一2.Wa n g l e i,P a n J in,J i a o L i c h e n g.T h e im m u n e a lg o r i t h m J .A c t a E l e c t r o n i c a S i n i c a,2 0 0 0,2 8(7),7 4-7 8.(责任编辑张秋娟)