【正文】 率為 (PT*d)2 =(PT)2 ,這也就是把北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 v(t)作為隨機(jī)變量時(shí)，它的均值的平方。積分器輸出的噪聲信號(hào)功率為 20NPT? ，即 v(t)的方差。因此，擴(kuò)頻通信的輸出信噪比為： outNS)(＝2/* )( 02NPTPT＝02NPT 式 （ 219） 式中， P為接收的有用信號(hào)功率， T為信息數(shù)據(jù)脈碼寬度， PT=Eb 為１ bit 信息數(shù)據(jù)的信號(hào)能量。 由于信道和接收機(jī)中的高斯白噪聲和通常來自信到外部的窄帶隨機(jī)過程是完全獨(dú)立的，在這兩種噪聲干擾存在的情況下，擴(kuò)頻通信的輸出信噪比為 ： outNS)( ＝干擾功率噪聲功率 有用信號(hào)功率 ?＝有用信號(hào)功率干擾功率有用信號(hào)功率噪聲功率 ?1 ＝NPPPTN n?210 式 （ 220） 那么此時(shí)，誤碼率為 : Pe =erfc )21(0 NPPPTN n? 式 （ 221） Pe 10 1? 北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 10 2? 10 4? 10 5? 10 0 10 20 圖 23 擴(kuò)頻通信系 統(tǒng)誤碼率特性曲線 北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 View 簡(jiǎn)介 通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，通信系統(tǒng)也日趨復(fù)雜，因此，在通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，在進(jìn)行實(shí)際硬件系統(tǒng)試驗(yàn)之前，軟件仿真己成為必不可少的一部分。目前，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 EDA(Electronic Design Automatic)技術(shù)已經(jīng)成為電子設(shè)計(jì)的潮流。為了使繁雜的電子設(shè)計(jì)過程更加便捷，出現(xiàn)了許多針對(duì)不同層次應(yīng)用的 EDA 軟件。美國 Elanix 公司推出的基于 PC 機(jī) Windwos 平臺(tái)的 System View 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真軟件，是其中一個(gè)非常優(yōu)秀的 EDA 軟件 。 System View 軟件介紹 System View 是一個(gè)信號(hào)級(jí)的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真，是一個(gè)強(qiáng)有力的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析工具，能滿足從數(shù)字信號(hào)處理、濾波器設(shè)計(jì)、直到復(fù)雜的通信系統(tǒng)等不同層次的設(shè)計(jì)、仿真要求。 System View 以模塊化和交互式的界面，在大家熟悉的 Windows 窗口環(huán)境下，為用戶提供了一個(gè)嵌入式的分析引擎。使用 System View 你只需要關(guān)心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想和過程，而不必花費(fèi)大量的時(shí)間去編程建立系統(tǒng)仿真模型。用戶只需使用鼠標(biāo)器點(diǎn)擊 圖標(biāo)即可完成復(fù)雜系統(tǒng)的建模、設(shè)計(jì)和測(cè)試，而不會(huì)花費(fèi)過多的時(shí)間和精力通過編程來建立系統(tǒng)的仿真模型 ,也不必?fù)?dān)心程序中是否存在編程錯(cuò)誤 . System View 是一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析和仿真的可視化開發(fā)環(huán)境它可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌霞岸嗨俾氏到y(tǒng)，可用于各種線性、非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。尤具特色的是，它可以很方便地進(jìn)行各種濾波器的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)備有通信、邏輯、數(shù)字信號(hào)處理 (DSP)、射頻 /模擬、碼分多址個(gè)人通信系統(tǒng)(CDMA/PCS)、數(shù)字視頻廣播 (DVB)系統(tǒng)、自適應(yīng)濾波器、第三代無線移動(dòng)通 信系統(tǒng)等專業(yè)庫可供選擇，適合于各種專業(yè)設(shè)計(jì)人員。該系統(tǒng)支持外部數(shù)據(jù)的輸入和輸出，支持用戶自己編寫代碼 (C/C++)，兼容 Matlab 軟件。同時(shí)，提供了與硬件設(shè)計(jì)工具的接口，支持 Xilinx 公司的 FPGA 芯片和 TI 公司的 DSP 芯片，它已大量地應(yīng)用于現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理、通信系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真等領(lǐng)域。 System View 主要特點(diǎn) System View 仿真軟件相對(duì)于其它軟件來說 ,具有如下主要優(yōu)點(diǎn) : (1)能仿真大量的應(yīng)用系統(tǒng)。能在 DSP、通訊和控制系統(tǒng)應(yīng)用中構(gòu)造復(fù)雜的模擬 、北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 數(shù)字、混合和多速率系統(tǒng)。具有大量可選擇的庫，允許用戶有選擇地增加通訊、邏輯、 DSP 和射頻 /模擬功能模塊。特別適合無線電話 (GSM、 CDMA、 FDMA、 TDMA、 DSSS)、無繩電話、尋呼機(jī)和調(diào)制解調(diào)器以及衛(wèi)星通信系統(tǒng) (GPS、 DVBS、 LEOS)等的設(shè)計(jì) 。能夠仿真 DSP 結(jié)構(gòu) 。各種系統(tǒng)時(shí)域 /頻域分析和譜分析 。對(duì)射頻 /模擬電路 (混合器，放大器， RLC 電路和運(yùn)放電路 )進(jìn)行理論分析和失真分析。 (2)快速方便的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。使用熟悉的 Windows 界面和功能鍵，System View 可以快速建立 和修改系統(tǒng)，并在對(duì)話框內(nèi)快速訪問和調(diào)整參數(shù)，實(shí)時(shí)修改實(shí)時(shí)顯示。不用寫一行代碼即可建立用戶習(xí)慣的子系統(tǒng)庫 (MetaSystem)。 System View 圖標(biāo)庫包括幾百種信號(hào)源、接收端、操作符和功能塊。信號(hào)源和接收端圖標(biāo)允許在 System View 內(nèi)部生成和分析信號(hào)，并提供可外部處理的各種文件格式和輸入/輸出數(shù)據(jù)接口。 (3)在報(bào)告中方便地加入 System View 的結(jié)論。 System View 通過 Notes(注解 )很容易在屏幕上描述系統(tǒng) 。生成的 System View 系統(tǒng)和輸出的波形圖可以很方便地 使用復(fù)制和粘貼命令插入 word 等文字處理器。 (4)提供基于組織結(jié)構(gòu)圖方式的設(shè)計(jì)。通過利用 System View 中的圖符和MetaSystem(子系統(tǒng) )對(duì)象的無限制分層結(jié)構(gòu)功能， System View 能很容易地建立復(fù)雜的系統(tǒng)。首先可以定義一些簡(jiǎn)單的功能組，再通過對(duì)這些簡(jiǎn)單功能組的連接進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一個(gè)大系統(tǒng)。這樣，單一的圖符就可以代表一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。 MetaSystem 的連接使用也與系統(tǒng)提供的其他圖符同樣簡(jiǎn)單，它可以在另一窗口中單獨(dú)顯示，也可以展開到主窗口中。 (5)多速率系統(tǒng)和并行系統(tǒng)。 System View 允許合并多種數(shù)據(jù)采樣率輸入的系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化 FIR 濾波器的執(zhí)行。這種特性尤其適合于同時(shí)具有低頻和高頻部分的通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，有利于提高整個(gè)系統(tǒng)的仿真速度，而在局部又不會(huì)降低仿真的精度。同時(shí)還可降低對(duì)計(jì)算機(jī)硬件配置的要求。 （ 6)完備的濾波器和線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 System View 包含一個(gè)功能強(qiáng)大的、很容易使用的圖形模板設(shè)計(jì)模擬和數(shù)字以及離散和連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的環(huán)境，包含大量的 FIR濾波類型和 FFT 類型，并提供易于用 DSP 實(shí)現(xiàn)濾波器或線性系統(tǒng)的參數(shù) 。 (7)先進(jìn)的信號(hào)分析和數(shù)據(jù)塊處理。 System View 提供的分析窗口是一個(gè)能夠提供系統(tǒng)波形詳細(xì)檢查的交互式可視環(huán)境。分析窗口還提供一個(gè)能對(duì)仿真生成數(shù)據(jù)進(jìn)行先進(jìn)的塊處理操作的接收計(jì)算器。 System View 還提供了一個(gè)真實(shí)而靈活的窗口北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 用以檢查系統(tǒng)波形。 (8)可擴(kuò)展性。 System View 允許用戶插入自己用 C/C++寫的用戶代碼庫，插入的用戶庫自動(dòng)集成到 System View 中，如同系統(tǒng)內(nèi)建的庫一樣使用。同時(shí)，它兼容 Matlab 可以與 Matlab 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 (9)完善的自我診斷功能。 System View 能自動(dòng)執(zhí)行系 統(tǒng)連接檢查，通知用戶連接出錯(cuò)并通過顯示指出出錯(cuò)的圖符。這個(gè)特點(diǎn)對(duì)用戶系統(tǒng)的診斷是十分有效 。 北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 System View 仿真 直擴(kuò)系統(tǒng)的原理框圖 直接序列調(diào)制就是載波直接被偽隨機(jī)碼序列調(diào)制。在發(fā)射機(jī)端 , 要傳送的信息先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)或符號(hào) , 與偽隨機(jī)碼 ( PN 碼 )進(jìn)行模 2 和運(yùn)算后形成復(fù)合碼，再用該復(fù)合碼去直接調(diào)制載波。在接收機(jī)端 , 用與發(fā)射機(jī)端完全同步的 PN 碼對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)后經(jīng)解調(diào)器還原輸出原始數(shù)據(jù)信息。調(diào)制方式可以是調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相和其他任何形式的振幅或角度調(diào)制。因 PSK性能最佳 , 現(xiàn)代 DS SS中載波調(diào)制一般都采用 BPSK 或 DPSK。其基本原理如圖 21所示。 圖 41 直序擴(kuò)頻系統(tǒng)原理圖 （ b）接收機(jī) 模 2 和加法器 PN 碼 發(fā)生器 功率 放大器 載波 發(fā)生器 調(diào)制器 調(diào)制器 調(diào)制器 （ a） 發(fā)射機(jī) 混頻器 調(diào)頻器 調(diào)解調(diào)器 數(shù)據(jù)輸出 本振 中放 時(shí)鐘 PN碼 發(fā)生 器 同步 北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 直序擴(kuò)頻 通信 系統(tǒng)仿真 （無噪聲情況） 系統(tǒng)模塊及主要模塊參數(shù) System view 是一個(gè)信號(hào)級(jí)的系統(tǒng)仿真軟件 ,主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真 ,是一個(gè)強(qiáng)有力的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析工具 ,能滿足從數(shù)字信號(hào)處理 ,濾波器設(shè)計(jì) ,到復(fù)雜的通信系統(tǒng)等不同層次的設(shè)計(jì)仿真要求。利用 System view 建立的直擴(kuò)系統(tǒng)的仿真原理圖 ,如 421 圖所示。 圖 42 直擴(kuò)系統(tǒng)仿真原理圖 為了對(duì)擴(kuò)頻通信有一個(gè)初步認(rèn)識(shí) ,直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)為例來進(jìn)行仿真 ,并進(jìn)一步說明擴(kuò)頻通信的優(yōu)點(diǎn)。直接序列擴(kuò)頻是目前應(yīng)用最廣的一種擴(kuò)頻技術(shù) ,圖 422 是直序擴(kuò)頻系統(tǒng)的仿真模型圖。 作為一個(gè)仿真來說明直序擴(kuò)頻在抗干擾方面的優(yōu)越性 ,所以直接采用了簡(jiǎn)單而直接的方式來構(gòu)造模型。數(shù)據(jù)信號(hào)源使用了一個(gè)低頻率 (1KHz)的隨機(jī)序列 (圖符 0),通過一個(gè) 1kHz 的低通濾波器 (圖符 3)來代替。擴(kuò)頻用的 PN 碼采用 10kHz 的 PN碼 (圖符 2),這樣 ,理論上可獲得 10 倍的擴(kuò)頻增益。擴(kuò)頻 調(diào)制在本例中未使用通常的模 2和加法運(yùn)算 ,而是通過乘法直接用 PN碼調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào) ,合成后的擴(kuò)頻復(fù)合信號(hào)同樣也是直接用更高的載波 (圖符 12,100kHz)調(diào)制發(fā)射。為了觀察擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾性能 ,使用了一個(gè)干擾信號(hào)源。該干擾信號(hào)可以是單頻率窄帶干擾 ,也可以是寬帶的掃頻信號(hào) ,或是高斯噪聲。接收端 ,通過本地載波解調(diào)后的復(fù)合信號(hào)直接原擴(kuò)頻 PN 碼相乘后解擴(kuò) ,中間省略了有關(guān)本地 PN發(fā)生器和相關(guān)的碼同步電路。因?yàn)橹苯邮褂迷?PN碼 ,所以理論上可認(rèn)為收發(fā) 2端完全同步。需要說明的是 ,實(shí)際工程中的碼同步是一個(gè)十分復(fù)雜的問題 ,其復(fù)雜程度 以及在此問題