基于ｓｙｓｔｅｍｖｉｅｗ的直接擴頻通信系統仿真研究

孔　平　潘榮國　牛宗超

摘要:擴頻通信由于具有抗干擾能力強,隱蔽性好,容易實現多址傳輸等優點而在移動通信、無線數據通信等領域得到越來越廣泛的應用。其中直接序列擴頻通信是目前使用最典型的擴頻工作方式,本文主要運用systemview仿真驗證直接擴頻通信的可行性。

關鍵詞:直接擴頻 systemview 仿真

1、擴頻通信系統主要分為直接擴頻系統,調頻系統和跳時系統等不同類別,直接擴頻系統的結構圖如下所示:

(a)發射端(b)接受端

發射部分輸入的信號被偽隨機系列擴展后形成高速的數據系列,擴展后的系統通過調制進行載波傳輸,調制系統為普通的數字信號載波傳輸。調制后的信號經過放大后就可以送發射端進行發射。接受端接受到信號后,首先進行信號解擴,解擴信號經前置放大后,送入同步捕捉電路、擴頻系列同步跟蹤電路、載波同步跟蹤電路和解調電路后得到的解調信號。

一、調制子系統

調制子系統的結構如圖2所示。信號源圖符11產生頻率為1MHZ的信號源波形一路直接輸出,另一路由調制系統進行擴頻調制。擴頻系列由圖符11產生,是頻率為11MHZ的PN碼。信號源和擴頻系列經過異或門后完成對信號源的頻譜擴展,波形成型后用100MHZ的正弦信號進行解調:擴頻系列直接經波形成型后用100MHZ的余弦信號進行解調。然后兩路信號在分別用頻率為220MHZ和250MHZ的正弦信號將頻譜再次往高頻端移動后,得到兩路分布在不同頻段的分別攜帶信號源信息和擴頻系列信息的信號,分別進行頻帶濾波后就完成了整個調制過程。

二、混頻子系統

混頻子系統是接受端的第一個系統,用于完成信號的頻譜搬移,其結構如圖3所示:

從信道中接受到的信號首先由圖符27進行射頻放大,然后由圖符28進行射頻濾波,最后送入混頻器圖符30與由圖符29產生的頻率為220MHZ的正弦波進行混頻以實現頻譜向下搬移的目的。

三、解擴子系統

解擴子系統用于對被移至中頻的信號進行解擴,其結構如圖4所示:輸入的信號首先由分路器圖符34分為兩路,后面的衰減圖符50和圖符51是為了模擬插入損耗。然后信號送入濾波器分離出擴頻系列信號和數據信號,由于此時的信號已是中頻信號,不在需要過高的采樣頻率,所以濾波后對信號由圖符37和圖符38進行重新采樣來降低信號的采樣頻率,這樣可以提高仿真時系統的運算速度。兩路信號經過再次放大和濾波后,送入混頻器進行混頻,然后由濾波器圖符47濾除不需要的信號后就完成了解擴。

四、科斯塔斯環解調子系統

解擴后的信號就可以直接解調輸出了,本文應用一個科斯塔斯環來完成系統的解調,其結構如圖5所示:系統中除圖符60—圖符65以外的圖符構成一個完整的科斯塔斯環,用于輸入信號的解調。科斯塔斯環的I路輸出就是接受端的解調輸出。

五、仿真結果

信號源信號和接受端調制信號的波形如圖6所示。從圖中可以看出它們是一致的,可見信號源經過發送端的擴展、調制;然后經過有擾衰落信道的傳輸;最后在接受端進行混頻、解擴和解調后正確恢復了原來數字信號源的信息,證明該直接擴頻系統能夠正常工作。

參考文獻:

[1] 孫屹,戴妍峰.systemview通信仿真開發手冊[M]. 北京:國防工業出版社,2004.

[2] 沈允春,擴譜技術[M]. 北京:國防工業出版社,1995. 7.

[3] 查光明,熊賢祚.擴頻通信[M]. 西安:西安電子科技大學出版社,1999.9.