基于SIMULINK的CDMA信号对无人机系统的干扰仿真分析_图文

1、北京邮电大学硕士学位论文基于SIMULINK的CDMA信号对无人机系统的干扰仿真分析姓名:江俊敏申请学位级别:硕士专业:电磁场与微波技术指导教师:高攸纲20070301 北京邮电大学硬士学位论文基于s瑚uuNK的CDMA信号对无人机系统的干扰仿真分析5.2CDMA信号对无人机系统干扰的仿真建模本文讨论的是CDMA信号对UAV系统的干扰问题。分别分析了CDMA信号对基于直接扩频技术的UAV系统的干扰(图5-3和CDMA信号对基于跳频技术的UAV系统的干扰(图5.4。分析在于扰信号及白噪声的影响下,无人机系统误码率的变化。5.2.1CDMA系统的信号仿真模型码分多址是利用码组的正交性,将承载的不同

2、用户(地址的通信信息区分开来。主要的技术要求是准确同步及码组之间很好的正交性即很强的自相关性和很弱的互相关性。图5-2为仿真系统中CDMA子系统的展开图。在这个子系统中,随机整数发生器表示通信用户发射的通信信息,伪随机序列产生直接扩频的码组。对用户信号进行直接扩频,扩频后的信号经BPSK调制后在经信道传输加载到无人机系统,以此信号模拟直接扩频的码分多址通信系统(CDMA系统的信号。具体模块参数及作用如下;1.信源采用Random Integer generator来代替实际的数字信号。M.ary number 为2,采样时间为0.01。实际的数字信号应该是模拟信号(如语音信号经量化和压缩编码得

3、到的二进制信号,其特点是二值性和随机性。2.扩频与解扩利用PN序列生成器模块(PN Sequence Generator产生用于直接扩频的正交码组。它产生的是周期为31的m序列。3.调制使用二相相移键控PSK方式,输出的采样时间为0.001/31b/s。 图5-2仿真系统中CDMA子系统的展开图北京郎电大学硬士学位论文基于￥1M1JLlNK的CDMA信号对无人机系统的干扰仿真分析5.2.2CDMA信号对基于直接扩频技术的UAV系统的干扰的仿真模型 图5-3基于直扩技术的无人机系统受CDMA信号干扰的模型图图5.3所示的是一个先调制后扩频的UAV系统受到aMA信号及白噪声影响的仿真系统模型。具体

4、模块参数及作用如下:1.信源采用Random Integer generator产生的二进制随机信号来代替实际的数字信号。采样时问为0.01。实际的数字信号应该是模拟信号(如语音信号经量化和压缩编码得到的二进制信号,其特点是二值性和随机性。2.扩频与解扩利用PN序列生成器模块(PN Sequence Generat00,PIN伪随机序列来达到扩频和多址接入效果。扩频的运算是信息流与PN码相乘或模二加的过程。解扩的过程与扩频过程完全相同,即将接收的信号用PN码进行第二次扩频处理。要求使用的PN码与发送端扩频用PN码不仅码字相同,而且相位相同。否则会使有用信号自身相互抵消。解扩处理将信号压缩到信号

5、频带内,由宽带信号恢复为窄带信号。同时将干扰信号扩展,降低干扰信号的谱密度,使之进入到信息频带内的功率下降,从而使系统获得处理增益,提高系统的抗干扰能力。仿真建模中,当信号叠加了噪声信号后就已经不是二进制码了,扩频和解扩的方式就不能用异或方式处理,使用双极性二进制码元相乘的方式同样可以完成扩频与解扩的运算,还可以克服上述方法的不足。3调制与解调使用二相相移键控PsK方式。钔信道采用加性高斯白噪声模块,信噪比Es/No为.20dB。北京邮电大学磺士学位论文基于SIMULINK的CDMA信号对无人机系统的干扰仿真分析5.2.3CDMA信号对基于跳频技术的UAV系统的干扰的仿真模型 图54基于跳频技

6、术的无人机系统受CDiH。A信号干扰的模型图 图5-5跳频系统工作时跳频信号时域波形图图5-4所示的是基于跳频技术的UAV系统受到CDMA信号及白噪声影响的仿真系统模型。具体模块参数及作用如下:跳频信号的产生过程:PN Sequence Generator(伪随机序列发生器产生采样周期为1/400、周期为15个码元的m序列。通过Buffer(缓存器将单列的二进制序列编排为4列二进制数,通过比特到整数变换器后变为一列十六进制整北京邮电大学硬士学位论文基于SIMULIHK的C1MA信号对无人机系统的干扰仿真分析数。通过解缓存和零阶采样保持电路后,伪随机序列发生器产生的二进制序列变成了与之相应的整数

7、,馈送到VCO(压控振荡器的控制输入端。它瞬时输出的频率取决于输入端的电压。模块Fen为传输延迟模块即时赋值,使得VCO输出的实信号能够与延迟pi/2相位的信号合成复信号,采样后同步的馈送到调制与解调电路的载频输入端口作为跳频信号。图5.5所示的是跳频系统工作时跳频信号的时域波形。上面一路是伪随机序列发生器产生相应的整数的电压值,下面一路是与之相对应的VCO压控振荡器输出的时域波形。5.3仿真结果及分析 图5-6基于直扩技术的UAV系统在加入CDMA干扰信号后的误码率图5.6显示,基于直扩技术的无人机系统,当加入CDMA信号时,系统的误码率增大了,说明无人机系统受到了CDMA信号对其的干扰。同时,随着CDMA信号强度的增大,误码率也将增大。当CDMA信号增大到系统信号50倍时,显然的,破坏了系统信号的正常传输。图5-7信道噪声对基于直接扩频技术的UAV系统的影响图5.7为加入了CDMA系统信号的基于直接扩频技术无人机系统在信道高斯白嗓的影响下的性能。横轴为信噪比Es/No,可以看出,信道环境的恶劣程度的增加将直接导致误码率的降低。 图5-8基于跳频技术的UAV系统在加入CDMA干扰信号后的误码率40 图5-10基于跳频和直扩技术的UAV系统在加