基于systemview的直接扩频通信系统仿真研究

摘要:扩频通信由于具有抗干扰能力强,隐蔽性好,容易实现多址传输等优点而在移动通信、无线数据通信等领域得到越来越广泛的应用。其中直接序列扩频通信是目前使用最典型的扩频工作方式,本文主要运用systemview仿真验证直接扩频通信的可行性。

关键词:直接扩频 systemview 仿真

1、扩频通信系统主要分为直接扩频系统,调频系统和跳时系统等不同类别,直接扩频系统的结构图如下所示:

(a)发射端(b)接受端

发射部分输入的信号被伪随机系列扩展后形成高速的数据系列,扩展后的系统通过调制进行载波传输,调制系统为普通的数字信号载波传输。调制后的信号经过放大后就可以送发射端进行发射。接受端接受到信号后,首先进行信号解扩,解扩信号经前置放大后,送入同步捕捉电路、扩频系列同步跟踪电路、载波同步跟踪电路和解调电路后得到的解调信号。

一、调制子系统

调制子系统的结构如图2所示。信号源图符11产生频率为1mhz的信号源波形一路直接输出,另一路由调制系统进行扩频调制。扩频系列由图符11产生,是频率为11mhz的pn码。信号源和扩频系列经过异或门后完成对信号源的频谱扩展,波形成型后用100mhz的正弦信号进行解调:扩频系列直接经波形成型后用100mhz的余弦信号进行解调。然后两路信号在分别用频率为220mhz和250mhz的正弦信号将频谱再次往高频端移动后,得到两路分布在不同频段的分别携带信号源信息和扩频系列信息的信号,分别进行频带滤波后就完成了整个调制过程。

二、混频子系统

混频子系统是接受端的第一个系统,用于完成信号的频谱搬移,其结构如图3所示:

从信道中接受到的信号首先由图符27进行射频放大,然后由图符28进行射频滤波,最后送入混频器图符30与由图符29产生的频率为220mhz的正弦波进行混频以实现频谱向下搬移的目的。

三、解扩子系统

解扩子系统用于对被移至中频的信号进行解扩,其结构如图4所示:输入的信号首先由分路器图符34分为两路,后面的衰减图符50和图符51是为了模拟插入损耗。然后信号送入滤波器分离出扩频系列信号和数据信号,由于此时的信号已是中频信号,不在需要过高的采样频率,所以滤波后对信号由图符37和图符38进行重新采样来降低信号的采样频率,这样可以提高仿真时系统的运算速度。两路信号经过再次放大和滤波后,送入混频器进行混频,然后由滤波器图符47滤除不需要的信号后就完成了解扩。

四、科斯塔斯环解调子系统

解扩后的信号就可以直接解调输出了,本文应用一个科斯塔斯环来完成系统的解调,其结构如图5所示:系统中除图符60—图符65以外的图符构成一个完整的科斯塔斯环,用于输入信号的解调。科斯塔斯环的i路输出就是接受端的解调输出。

五、仿真结果

信号源信号和接受端调制信号的波形如图6所示。从图中可以看出它们是一致的,可见信号源经过发送端的扩展、调制;然后经过有扰衰落信道的传输;最后在接受端进行混频、解扩和解调后正确恢复了原来数字信号源的信息,证明该直接扩频系统能够正常工作。

参考 文献 :

[1] 孙屹,戴妍峰.systemview通信仿真开发手册[m]. 北京:国防 工业 出版社,2004.

[2] 沈允春,扩谱技术[m]. 北京:国防工业出版社,1995. 7.

[3] 查光明,熊贤祚.扩频通信[m]. 西安:西安 电子 科技大学出版社,1999.9.