【正文】 數(shù)據(jù) D 也可先經(jīng)偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻。 SystemView 的圖符資源十分豐富，特別適合于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和方案論證。 掌握直接序列擴(kuò)頻的解擴(kuò)原理即方法，掌握解擴(kuò)前后信號(hào)在時(shí)域和頻域上的變化。 課程設(shè)計(jì)要求 調(diào)制器和發(fā)射機(jī)子系統(tǒng) 射頻到中頻變換子系統(tǒng) 解擴(kuò)子系統(tǒng) 信息解調(diào)子系統(tǒng) 二、課程設(shè)計(jì)軟件說(shuō)明 SystemView 是美國(guó) ELANIX 公司推出的，基于 Windows 環(huán)境的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具。還可進(jìn)行 CDMA 通信系統(tǒng)和數(shù)字電視業(yè)務(wù)的分析；用戶還可以自己用 C 語(yǔ)言編寫自己的用戶自定義庫(kù)。然后再經(jīng)載波調(diào)制。這樣就實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的保密通信。直接序列 擴(kuò)頻 (簡(jiǎn)稱 直序 擴(kuò)頻 )系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖 4． 2 所示。 直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1．?dāng)U頻序列 擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)是對(duì)信息數(shù)據(jù)頻譜擴(kuò)展的 — 種通信系統(tǒng)。其中最常用的有 m 序列 (即最大長(zhǎng)度線性反饋移位寄存器序列 )、 Gold 序列、 M 序列 (結(jié)構(gòu)型非線性移位寄存器序列 )等。 擴(kuò) 頻 后的信號(hào)通過(guò)載波調(diào)制器調(diào)制列載波信號(hào)上。有的系統(tǒng)是將解擴(kuò)和解調(diào)同時(shí)完成的 。 擴(kuò)頻序列的捕捉是指接收機(jī)在開始接收發(fā)送來(lái)的擴(kuò)頻信號(hào)時(shí)，調(diào)整和選擇接收機(jī)的本 地?cái)U(kuò)頻序列相位，使它與發(fā)送來(lái)的擴(kuò)頻序列相位保持一致。 跳頻和直擴(kuò)兩種系統(tǒng)都適合發(fā)射參考信號(hào)法。 圖為該系統(tǒng)的原理框 圖 發(fā)送端把含有信息的已調(diào)信號(hào)與不含信息的 fc1 同偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制后 , 合并、 放大 , 然后發(fā)送出去。 不考慮衰減問(wèn)題 , r1(t)和 r2(t)相乘后得 r(t)=r1(t)r2(t) =a(t)c2(t) cosω c1t ttattatr ccc 121 c os)(21)c os ()(21)( ??? ???? 7 圖 同相正交環(huán)法提取載波 設(shè)輸入的抑制載波雙邊帶信號(hào)為 ，則 (74) 經(jīng)低通后的輸出分別為 (75) 乘法器的輸出為 (76) 式中 是壓控振蕩器輸出信號(hào)與輸入已調(diào)信號(hào)載波之間的相位誤差。 . 差分編碼譯碼 差分編碼將信息存儲(chǔ)在相位得變化中，而不是相位得本身上。因?yàn)?，每一個(gè)比特的錯(cuò)誤會(huì)失相鄰的比特也出錯(cuò)。圖 25B 為碼元序列為 101110001011 時(shí)， NRZ，NRZ1 以及上文中的差分編碼進(jìn)行比較。它利用射頻（ RF）技術(shù)，取代舊式的雙絞銅線構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò)，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能，網(wǎng)絡(luò)所需的基礎(chǔ)設(shè)施不需 再埋在地下或隱藏在墻里，也能夠隨需移動(dòng)或變化。為了 對(duì)實(shí)際的發(fā)射、接收設(shè)備以及信 號(hào) 進(jìn)行仿真，在對(duì)射頻的放大器、衰減器、混頻器等仿真時(shí)，利用了射頻／模擬庫(kù)的圖標(biāo)。 本系統(tǒng)應(yīng)包含 6 個(gè)子系統(tǒng)：差分編碼子系統(tǒng)、調(diào)制器和發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)、一次變頻子系統(tǒng)（高頻到中頻）、二次變頻子系統(tǒng)（解擴(kuò)子系統(tǒng)）、 Costas 環(huán)子系統(tǒng)、差分譯碼子系統(tǒng)。 系統(tǒng)的組成原理框圖如圖 ： 發(fā)射機(jī) ： PN 序列產(chǎn)生 信號(hào)先經(jīng)過(guò)差分編碼，分 參考信號(hào)和調(diào)制信號(hào)兩路進(jìn)行傳輸，調(diào)制信號(hào)與擴(kuò)頻碼進(jìn)行異或擴(kuò)頻， 然后分別對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行 PSK 調(diào)制，再 利用頻分復(fù)用對(duì) 兩路信號(hào) 在不同中頻段 信道中傳輸。系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的碼速率為 1Mb／ s．偽隨機(jī)擴(kuò)頻碼速率為 11Mb／ s，基帶系統(tǒng)的帶寬約為 11 MHZ。為了發(fā)送解擴(kuò)所需的參考信號(hào)，該偽隨機(jī)序列也經(jīng)過(guò)同樣的低通濾波器。兩個(gè)載波頻率相差 30 MH z。 信號(hào)經(jīng)過(guò)信道衰減到達(dá)接收端。 12 乘法器的輸出信號(hào)先經(jīng)過(guò)中心頻率為 30 MH z 的帶通濾波器，濾出有用信號(hào)，最后，用一個(gè) costas 環(huán)完成 PsK 信號(hào)的解調(diào)，提取信息數(shù)據(jù)。待發(fā)送數(shù)據(jù)與擴(kuò)頻序列由 圖標(biāo) 11 進(jìn)行異或運(yùn)算，完成擴(kuò)頻調(diào)制。因此，兩路信號(hào)均經(jīng)過(guò)低通濾波器圖標(biāo) 1 13進(jìn)行濾波。 上和下兩條信號(hào)通路中的圖標(biāo) 15 和 2 23 和 2 28 和 29 的參數(shù)設(shè)置分別相同，各自仿真兩個(gè) SAw 濾波器。在后面將會(huì)看到，這種在濾波器前面加上衰減器的模式在本系統(tǒng)中使用很多。 兩個(gè)載波發(fā)生器圖標(biāo) 44 和 47 均產(chǎn)生幅度為 2V 的正弦信號(hào)，發(fā)送參考信號(hào)的 本振 頻率為 250 MHz，而發(fā)送信息信號(hào)的本振頻率為 220 MHz，兩路信號(hào)在不同的頻帶中同時(shí)傳輸。濾波器后到 發(fā)射端之間 分別是前級(jí)功率放大 (分別由 圖 標(biāo) 5 5 56 和圖標(biāo) 55 57 組成 )和末級(jí)功率 放大 (分別由 圖標(biāo) 5 60、 62 和圖標(biāo) 5 6 63 組成 )。 差分編碼子系統(tǒng) 設(shè) nb 為輸出碼序列， na 為輸入碼序列， 編碼規(guī)則為 1nnnb a b ??? 。其后分別是兩個(gè)衰減器和放大器。其后的固定增益放大器 圖 標(biāo) 80 的增益為 15． 6dB， 1dB 壓縮為 5． 5dBm，噪聲系數(shù)為 3． 8dB。其內(nèi)部仿真電路圖。圖標(biāo) 95 和 96 代表了限幅放大器，其增益均為 45dB， 1dB 壓縮點(diǎn)為一 5dBm，噪聲系數(shù)為 9dB?；祛l輸出經(jīng)過(guò)中心頻率為 30 MHz的帶通濾波器。壓控振蕩器由調(diào)頻器圖標(biāo) 108 仿真．其中心頻率為 。 差分譯碼子系統(tǒng) 16 設(shè) nb 為輸 出碼序列， na 為輸入碼序列，則譯碼規(guī)則為 1n n nb a a ??? 。圖符 174為帶通濾波器，濾出無(wú)用信號(hào)。從圖中可以看出偽隨機(jī)序列具有類似 于隨機(jī)序列的性質(zhì)，但它的結(jié)構(gòu)或形式是預(yù)先可以確定的，并且可以重復(fù)地產(chǎn)生和復(fù)制。 七 、實(shí)驗(yàn)結(jié)論 這是我 第一次接觸到 Systemview 這個(gè)軟件 。調(diào)試過(guò)程采用的也是相同的方法，每搭建一個(gè)功能模塊就先進(jìn)行仿真，調(diào)試待得到滿意結(jié)果后再進(jìn)行下一功能模塊的搭建和調(diào)試。 22 八、調(diào)試報(bào)告 本實(shí)驗(yàn)由于有老師給的資料，所以在實(shí)驗(yàn)框圖的連接上沒有什么問(wèn)題，但是參數(shù)設(shè)置時(shí)卻遇到了不少問(wèn)題，具體如下： 最開始設(shè)置的發(fā)射子系統(tǒng)中的圖符 13(MAX280 為 5 階的 Butterworth 低通濾波器 )的截止頻率為 ， 這也是資料中給的參數(shù)， 得到的信號(hào)頻譜如下： 通過(guò) Butterworth 低通濾波器之前的信號(hào)頻譜 通過(guò) Butterworth 低通濾波器 之后 的信號(hào)頻譜 由上圖可以看出，未經(jīng)過(guò) Butterworth 低通濾波器 的信號(hào)頻譜中，旁瓣比主瓣僅小接近 13dB，但通過(guò) Butterworth 低通濾波器 后的信號(hào)頻譜中，旁瓣比主瓣也僅小差不多 25dB，不滿足 IEEE 協(xié)議的要求（旁瓣比主瓣小至少30dB）。 原始輸入數(shù)據(jù)波形和最終接收端波形如下： 從這兩個(gè)波形可以對(duì)比得出， Butterworth 帶 通濾波器 的上下截止頻率必須保證信息數(shù)據(jù)能順利通過(guò)，同時(shí)又要保證能起到濾除 干擾 噪聲的作用，所以在設(shè)置這個(gè)參數(shù)時(shí)應(yīng)該以帶寬為依據(jù)，上下的偏移量等于或者略大于帶寬。最后經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，將濾波器的截止頻率設(shè)置在 10 MHz 左右，才能保證判決的準(zhǔn)