基于SIMULINK的CDMA信號對無人機系統(tǒng)的干擾仿真分析_圖文

1、北京郵電大學碩士學位論文基于SIMULINK的CDMA信號對無人機系統(tǒng)的干擾仿真分析姓名:江俊敏申請學位級別:碩士專業(yè):電磁場與微波技術指導教師:高攸綱20070301 北京郵電大學硬士學位論文基于s瑚uuNK的CDMA信號對無人機系統(tǒng)的干擾仿真分析5.2CDMA信號對無人機系統(tǒng)干擾的仿真建模本文討論的是CDMA信號對UAV系統(tǒng)的干擾問題。分別分析了CDMA信號對基于直接擴頻技術的UAV系統(tǒng)的干擾(圖5-3和CDMA信號對基于跳頻技術的UAV系統(tǒng)的干擾(圖5.4。分析在于擾信號及白噪聲的影響下,無人機系統(tǒng)誤碼率的變化。5.2.1CDMA系統(tǒng)的信號仿真模型碼分多址是利用碼組的正交性,將承載的不同

2、用戶(地址的通信信息區(qū)分開來。主要的技術要求是準確同步及碼組之間很好的正交性即很強的自相關性和很弱的互相關性。圖5-2為仿真系統(tǒng)中CDMA子系統(tǒng)的展開圖。在這個子系統(tǒng)中,隨機整數(shù)發(fā)生器表示通信用戶發(fā)射的通信信息,偽隨機序列產(chǎn)生直接擴頻的碼組。對用戶信號進行直接擴頻,擴頻后的信號經(jīng)BPSK調(diào)制后在經(jīng)信道傳輸加載到無人機系統(tǒng),以此信號模擬直接擴頻的碼分多址通信系統(tǒng)(CDMA系統(tǒng)的信號。具體模塊參數(shù)及作用如下;1.信源采用Random Integer generator來代替實際的數(shù)字信號。M.ary number 為2,采樣時間為0.01。實際的數(shù)字信號應該是模擬信號(如語音信號經(jīng)量化和壓縮編碼得

3、到的二進制信號,其特點是二值性和隨機性。2.擴頻與解擴利用PN序列生成器模塊(PN Sequence Generator產(chǎn)生用于直接擴頻的正交碼組。它產(chǎn)生的是周期為31的m序列。3.調(diào)制使用二相相移鍵控PSK方式,輸出的采樣時間為0.001/31b/s。 圖5-2仿真系統(tǒng)中CDMA子系統(tǒng)的展開圖北京郎電大學硬士學位論文基于￥1M1JLlNK的CDMA信號對無人機系統(tǒng)的干擾仿真分析5.2.2CDMA信號對基于直接擴頻技術的UAV系統(tǒng)的干擾的仿真模型 圖5-3基于直擴技術的無人機系統(tǒng)受CDMA信號干擾的模型圖圖5.3所示的是一個先調(diào)制后擴頻的UAV系統(tǒng)受到aMA信號及白噪聲影響的仿真系統(tǒng)模型。具體

4、模塊參數(shù)及作用如下:1.信源采用Random Integer generator產(chǎn)生的二進制隨機信號來代替實際的數(shù)字信號。采樣時問為0.01。實際的數(shù)字信號應該是模擬信號(如語音信號經(jīng)量化和壓縮編碼得到的二進制信號,其特點是二值性和隨機性。2.擴頻與解擴利用PN序列生成器模塊(PN Sequence Generat00,PIN偽隨機序列來達到擴頻和多址接入效果。擴頻的運算是信息流與PN碼相乘或模二加的過程。解擴的過程與擴頻過程完全相同,即將接收的信號用PN碼進行第二次擴頻處理。要求使用的PN碼與發(fā)送端擴頻用PN碼不僅碼字相同,而且相位相同。否則會使有用信號自身相互抵消。解擴處理將信號壓縮到信號

5、頻帶內(nèi),由寬帶信號恢復為窄帶信號。同時將干擾信號擴展,降低干擾信號的譜密度,使之進入到信息頻帶內(nèi)的功率下降,從而使系統(tǒng)獲得處理增益,提高系統(tǒng)的抗干擾能力。仿真建模中,當信號疊加了噪聲信號后就已經(jīng)不是二進制碼了,擴頻和解擴的方式就不能用異或方式處理,使用雙極性二進制碼元相乘的方式同樣可以完成擴頻與解擴的運算,還可以克服上述方法的不足。3調(diào)制與解調(diào)使用二相相移鍵控PsK方式。鍆信道采用加性高斯白噪聲模塊,信噪比Es/No為.20dB。北京郵電大學磺士學位論文基于SIMULINK的CDMA信號對無人機系統(tǒng)的干擾仿真分析5.2.3CDMA信號對基于跳頻技術的UAV系統(tǒng)的干擾的仿真模型 圖54基于跳頻技

6、術的無人機系統(tǒng)受CDiH。A信號干擾的模型圖 圖5-5跳頻系統(tǒng)工作時跳頻信號時域波形圖圖5-4所示的是基于跳頻技術的UAV系統(tǒng)受到CDMA信號及白噪聲影響的仿真系統(tǒng)模型。具體模塊參數(shù)及作用如下:跳頻信號的產(chǎn)生過程:PN Sequence Generator(偽隨機序列發(fā)生器產(chǎn)生采樣周期為1/400、周期為15個碼元的m序列。通過Buffer(緩存器將單列的二進制序列編排為4列二進制數(shù),通過比特到整數(shù)變換器后變?yōu)橐涣惺M制整北京郵電大學硬士學位論文基于SIMULIHK的C1MA信號對無人機系統(tǒng)的干擾仿真分析數(shù)。通過解緩存和零階采樣保持電路后,偽隨機序列發(fā)生器產(chǎn)生的二進制序列變成了與之相應的整數(shù)

7、,饋送到VCO(壓控振蕩器的控制輸入端。它瞬時輸出的頻率取決于輸入端的電壓。模塊Fen為傳輸延遲模塊即時賦值,使得VCO輸出的實信號能夠與延遲pi/2相位的信號合成復信號,采樣后同步的饋送到調(diào)制與解調(diào)電路的載頻輸入端口作為跳頻信號。圖5.5所示的是跳頻系統(tǒng)工作時跳頻信號的時域波形。上面一路是偽隨機序列發(fā)生器產(chǎn)生相應的整數(shù)的電壓值,下面一路是與之相對應的VCO壓控振蕩器輸出的時域波形。5.3仿真結果及分析 圖5-6基于直擴技術的UAV系統(tǒng)在加入CDMA干擾信號后的誤碼率圖5.6顯示,基于直擴技術的無人機系統(tǒng),當加入CDMA信號時,系統(tǒng)的誤碼率增大了,說明無人機系統(tǒng)受到了CDMA信號對其的干擾。同時,隨著CDMA信號強度的增大,誤碼率也將增大。當CDMA信號增大到系統(tǒng)信號50倍時,顯然的,破壞了系統(tǒng)信號的正常傳輸。圖5-7信道噪聲對基于直接擴頻技術的UAV系統(tǒng)的影響圖5.7為加入了CDMA系統(tǒng)信號的基于直接擴頻技術無人機系統(tǒng)在信道高斯白嗓的影響下的性能。橫軸為信噪比Es/No,可以看出,信道環(huán)境的惡劣程度的增加將直接導致誤碼率的降低。 圖5-8基于跳頻技術的UAV系統(tǒng)在加入CDMA干擾信號后的誤碼率40 圖5-10基于跳頻和直擴技術的UAV系統(tǒng)在加