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(xué)碩士學(xué)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(xué)位級別:碩士專業(yè):電磁場與微波技術(shù)指導(dǎo)教師:高攸綱20070301 北京郵電大學(xué)硬士學(xué)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(shù)的UAV系統(tǒng)的干擾(圖5-3和CDMA信號對基于跳頻技術(shù)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(shù)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(guān)性和很弱的互相關(guān)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(yīng)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(xué)硬士學(xué)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(shù)的UAV系統(tǒng)的干擾的仿真模型 圖5-3基于直擴技術(shù)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(yīng)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(fù)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(xué)磺士學(xué)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(shù)的UAV系統(tǒng)的干擾的仿真模型 圖54基于跳頻技

6、術(shù)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(shù)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(xué)硬士學(xué)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(yīng)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(fù)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(yīng)的整數(shù)的電壓值,下面一路是與之相對應(yīng)的VCO壓控振蕩器輸出的時域波形。5.3仿真結(jié)果及分析 圖5-6基于直擴技術(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(dǎo)致誤碼率的降低。 圖5-8基于跳頻技術(shù)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(shù)的UAV系統(tǒng)在加