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現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展使通信系統(tǒng)和通信技術(shù)日趨復(fù)雜，為了尋求某種通信系統(tǒng)在一定條件下是否具有最佳性能，軟件仿真已成為必不可少的一部分。美國(guó)Elanix公司推出的System View動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真軟件，是一個(gè)相當(dāng)優(yōu)秀的EDA仿真軟件，他提供了豐富的圖符庫(kù)資源，強(qiáng)大的分析功能和可視化開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)，已成為各種通信、控制及其他系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)以及通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 1 數(shù)字通信系統(tǒng)的一般組成 電子通信根據(jù)信道上傳輸信號(hào)的種類(lèi)分為模擬通信和數(shù)字通信。數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)備種類(lèi)多種多樣，其基本構(gòu)成如圖1所示。 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，誤碼率是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，數(shù)字通信系統(tǒng)以及相關(guān)組件都必須滿(mǎn)足誤碼率最低規(guī)范的要求。為了能在已知信噪比情況下達(dá)到這一指標(biāo)，不僅要設(shè)計(jì)合理的基帶信號(hào)，選擇調(diào)制解調(diào)方式，采用時(shí)域、頻域均衡，還要根據(jù)設(shè)備要求采用必要的糾錯(cuò)編碼和交織環(huán)節(jié)來(lái)使系統(tǒng)誤碼率盡可能的降低，以滿(mǎn)足系統(tǒng)指標(biāo)的要求。差錯(cuò)編碼和交織方法是提高通信系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。 2 數(shù)字通信系統(tǒng)的System View仿真 2．1 數(shù)字通信的仿真系統(tǒng) 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，無(wú)論是何種編碼、交織都是很復(fù)雜的，除了復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型外，其實(shí)際電路也非常復(fù)雜。為方便用戶(hù)對(duì)糾錯(cuò)碼的仿真和性能研究，System View通信庫(kù)中提供了專(zhuān)門(mén)的糾錯(cuò)碼編碼、譯碼器，只要選擇系統(tǒng)所需要的編碼方式并輸人參數(shù)即可。 建立一個(gè)System View通信仿真系統(tǒng)如圖2所示，其中信號(hào)源采用碼速率為20kHz的PN偽隨機(jī)序列，圖符1為RS(15，9)編碼，圖符79為(15，15)交織器。由于RS碼為非二進(jìn)制碼，在進(jìn)入編碼之前，需要將二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行圖符74的比特符號(hào)轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)的誤碼率計(jì)算由圖符11完成。 在該系統(tǒng)中，信道模擬成一個(gè)高斯噪聲信道(AWGN)，在噪聲圖符5后面加入一個(gè)增益圖符來(lái)控制信噪比的大小，受控的增益圖符在系統(tǒng)菜單中設(shè)置全局關(guān)聯(lián)變量，以便每一個(gè)測(cè)試循環(huán)完成后將系統(tǒng)信噪比的值改變一次。設(shè)置信噪比從0dB開(kāi)始逐步加大，每次循環(huán)后將遞增1dB，設(shè)置該系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)行5次。 2．2 2DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 本系統(tǒng)采用嵌套系統(tǒng)圖符83來(lái)完成2DPSK調(diào)制以使系統(tǒng)圖簡(jiǎn)潔化，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中圖符144為調(diào)制信號(hào)輸入端，圖符145為已調(diào)制信號(hào)輸出端，圖符143為高斯噪聲輸入端，圖符131是調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)中的模擬信道，他的帶通為調(diào)制輸入信號(hào)頻率的2倍。在該系統(tǒng)中，信噪比為圖符131輸出端有效信號(hào)的平均功率與噪聲的平均功率之比。 3 系統(tǒng)仿真結(jié)果 設(shè)置系統(tǒng)采樣率為1．5MHz，運(yùn)行時(shí)間為0．05s，循環(huán)5次，在沒(méi)有噪聲源情況下進(jìn)行仿真，可以得出該系統(tǒng)PN二進(jìn)制碼及其還原碼信號(hào)，取其初始部分信號(hào)如圖4、圖5所示，可見(jiàn)該系統(tǒng)可以完好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輔，兩信號(hào)間的延遲即該系統(tǒng)的總延遲。 將噪聲源加入系統(tǒng)中，即可得到該數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，通過(guò)計(jì)算器將該曲線(xiàn)經(jīng)過(guò)BER運(yùn)算轉(zhuǎn)換為所需的BER／SNR關(guān)系曲線(xiàn)如圖6所示。設(shè)置圖3的2DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)以同樣的噪聲參數(shù)，可得出其相應(yīng)的BER／SNR關(guān)系曲線(xiàn)如圖7所示。比較這2種曲線(xiàn)可以看出數(shù)字通信系統(tǒng)中采用差錯(cuò)編碼和交織器可以明顯地改善系統(tǒng)抗噪聲的能力(注意這2條曲線(xiàn)信噪比參數(shù)起始值不同)。 利用System View可以方便快捷地建立數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真模型，還可以在編碼系統(tǒng)中建立不同的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，加入不同的實(shí)際信道觀(guān)察該通信系統(tǒng)的誤碼率一信噪比曲線(xiàn)，以尋求一種具有最佳性能的系統(tǒng)方案，方便地完成復(fù)雜通信系統(tǒng)的建模、設(shè)計(jì)和測(cè)試。System View還可以將測(cè)出的BER/SNR曲線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)的FSK，PSK，QPSK等調(diào)制的BER曲線(xiàn)進(jìn)行比較來(lái)衡量一種信道的優(yōu)劣。 |
