CDMA通信理論的systemview仿真

會(huì)計(jì)學(xué)1CDMA通信理論的systemview仿真CDMA系統(tǒng)的基本思想第1頁(yè)/共42頁(yè)CDMA系統(tǒng)的基本思想（2）第2頁(yè)/共42頁(yè)CDMA系統(tǒng)的基本思想（3）第3頁(yè)/共42頁(yè)CDMA系統(tǒng)的基本思想（4）第4頁(yè)/共42頁(yè)CDMA系統(tǒng)的基本思想（5）第5頁(yè)/共42頁(yè)CDMA系統(tǒng)的基本思想（4）第6頁(yè)/共42頁(yè)Systemview簡(jiǎn)介現(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SystemView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，它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)。第7頁(yè)/共42頁(yè)SystemView其特點(diǎn)簡(jiǎn)介（1）（1）強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真功能

SystemView提供了開(kāi)發(fā)電子系統(tǒng)的模擬和數(shù)字工具，包含幾百種信號(hào)源、接收端、操作符和功能塊，各功能模塊都用形象直觀的圖符表示，使用SystemView不用編程，只需用鼠標(biāo)從SystemView庫(kù)中選擇圖符，并將他們拖到設(shè)計(jì)窗口中就可以構(gòu)造出各種線性和非線性、離散和連續(xù)、模擬、數(shù)字、模數(shù)混合系統(tǒng)以及各種多速率系統(tǒng)，可用于各種線性和非線性控制系統(tǒng)的仿真。由于SystemView的所有圖符都有相似的參數(shù)定義窗口，我們所做的只是根據(jù)需要修改所調(diào)用圖符的參數(shù)。

第8頁(yè)/共42頁(yè)SystemView其特點(diǎn)簡(jiǎn)介（2）（2）方便快捷

SystemView使用了用戶熟悉的Windows界面的功能鍵，用戶可以方便快捷地在設(shè)計(jì)窗口和分析窗口之間切換，對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，分析窗口中的分析結(jié)果以圖形直觀顯示，使得對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的修改、調(diào)試簡(jiǎn)單易行，達(dá)到實(shí)時(shí)修改、實(shí)時(shí)顯示的操作效果。用戶還可以在屏幕上給設(shè)計(jì)系統(tǒng)加上注解。

第9頁(yè)/共42頁(yè)Systemview的應(yīng)用以上這些特點(diǎn)使得systemview能在工程技術(shù)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、通信系統(tǒng)仿真、信號(hào)分析、DSP等方面得以迅速的應(yīng)用。從1997年問(wèn)世后，短短三年，其版本已由1.87升至4.0，目前在國(guó)內(nèi)流行的是5.0版本。Systemview已成為當(dāng)前廣泛實(shí)用的系統(tǒng)級(jí)仿真工具。第10頁(yè)/共42頁(yè)SystemView與通信理論的關(guān)系計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的基礎(chǔ)，是建立工程問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。只有建立了工程問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，才能通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)分析和檢驗(yàn)的目的。但由于現(xiàn)代通信系統(tǒng)和電子系統(tǒng)的復(fù)雜性，在許多時(shí)候直接建立數(shù)學(xué)模型是相當(dāng)復(fù)雜的，也不利于工程使用。因此，在電子系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)中，人們一直希望有一種既能按物理概念直接建立分析和仿真模型，又能提供直觀數(shù)學(xué)模型分析和仿真的工具。SystemView就是一種比較適合這兩種建模方法的現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析和仿真試驗(yàn)工具。

第11頁(yè)/共42頁(yè)Systemview系統(tǒng)界面第12頁(yè)/共42頁(yè)systemView圖符庫(kù)（1）圖標(biāo)是SystemView仿真運(yùn)算處理的基本單元。圖標(biāo)欄位于SystemView操作界面的左側(cè)，其共分為三大類(lèi)：1、信號(hào)源庫(kù)（只有輸出端，沒(méi)有輸入端）2、觀察窗庫(kù)（只有輸入端，沒(méi)有輸出端）3、其它各種圖標(biāo)第13頁(yè)/共42頁(yè)systemView圖符庫(kù)（2）第14頁(yè)/共42頁(yè)systemView圖符庫(kù)（3）第15頁(yè)/共42頁(yè)systemView圖符庫(kù)（4）第16頁(yè)/共42頁(yè)圖標(biāo)參數(shù)定義（1）用戶可使用鼠標(biāo)將圖標(biāo)欄中的圖標(biāo)拖入設(shè)計(jì)區(qū)域之中，雙擊設(shè)計(jì)窗中的圖標(biāo)，即可彈出該圖標(biāo)的參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)話框。例如，拖入信號(hào)源圖標(biāo)，然后雙擊之，即顯示下圖圖標(biāo)。第17頁(yè)/共42頁(yè)圖標(biāo)參數(shù)定義（2）選擇Periodic標(biāo)簽，按下Sinusoid按鈕，然后再按Parameter按鈕，彈出正弦函數(shù)的參數(shù)設(shè)計(jì)窗。（如下圖）第18頁(yè)/共42頁(yè)圖標(biāo)參數(shù)定義（3）在正弦函數(shù)設(shè)計(jì)窗中，可以規(guī)定正弦的頻率：Frequency和正弦的幅度：Amplitude。第19頁(yè)/共42頁(yè)SystemView系統(tǒng)定時(shí)從本質(zhì)上看，SystemView是一個(gè)離散的數(shù)字系統(tǒng)，在仿真運(yùn)行時(shí)需要貴定該系統(tǒng)的取樣頻率。根據(jù)抽樣定理，系統(tǒng)取樣頻率的設(shè)定原則是：系統(tǒng)取樣頻率為本系統(tǒng)最高信號(hào)頻率的5~7倍。SystemView在仿真運(yùn)行時(shí)，首先按指定的頻率對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行采樣，獲取分析資料；然后按指定的運(yùn)算方式進(jìn)行分析運(yùn)算；最后按指定的輸出方式給出分析結(jié)果。第20頁(yè)/共42頁(yè)SystemView系統(tǒng)定時(shí)窗口第21頁(yè)/共42頁(yè)SystemView系統(tǒng)定時(shí)窗口（2）左上角：StartTime：規(guī)定仿真運(yùn)行的起始時(shí)間，一般為0秒。StopTime:規(guī)定仿真運(yùn)行的結(jié)束時(shí)間，例如設(shè)定為2秒。SampleRate（Hz）：仿真系統(tǒng)的取樣頻率，一般取系統(tǒng)最高頻率的5~7倍，否則會(huì)引起較大的失真。其余數(shù)值由SystemView軟件自動(dòng)生成。第22頁(yè)/共42頁(yè)應(yīng)用sysytemview進(jìn)行信號(hào)運(yùn)算第23頁(yè)/共42頁(yè)應(yīng)用sysytemview進(jìn)行信號(hào)運(yùn)算其中：為系統(tǒng)觀測(cè)窗口，用于顯示該窗口所在處的輸出波形。為正弦波輸入信號(hào)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為式中的正弦幅度A和正弦頻率fc可由該圖標(biāo)的“EditProperty”命令設(shè)定。為加法運(yùn)算功能圖標(biāo)，用于實(shí)現(xiàn)兩輸入信號(hào)的相加運(yùn)算。第24頁(yè)/共42頁(yè)CDMA調(diào)制與解調(diào)從信號(hào)處理的角度看，CDMA系統(tǒng)的發(fā)送和接收的過(guò)程就是對(duì)原始的音頻信號(hào)進(jìn)行各種數(shù)學(xué)運(yùn)算和傳輸?shù)倪^(guò)程，最終在接收端恢復(fù)原始的音頻信號(hào)。上述的CDMA信號(hào)的處理過(guò)程可以利用systemview軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行認(rèn)證和分析，其仿真實(shí)現(xiàn)的過(guò)程也是檢驗(yàn)我們對(duì)CDMA系統(tǒng)的概念是否完整和準(zhǔn)確的有效方法。第25頁(yè)/共42頁(yè)應(yīng)用sysytemview仿真CDMA系統(tǒng)第26頁(yè)/共42頁(yè)CDMA系統(tǒng)仿真方案本使用兩個(gè)不同的聲源，對(duì)其中的一路音頻信號(hào)使用100KHz的正弦波進(jìn)行相乘調(diào)制；對(duì)另一路音頻信號(hào)使用100KHz的余弦進(jìn)行相乘調(diào)制。兩路AM信號(hào)相加混合后同時(shí)進(jìn)入CDMA接收機(jī)。當(dāng)CDMA接收機(jī)使用100KHZ正弦進(jìn)行相乘解調(diào)時(shí)，可恢復(fù)原始聲音g1(t）(altogether)；當(dāng)CDMA接收機(jī)使用100KHZ余弦進(jìn)行相乘解調(diào)時(shí)，可恢復(fù)原始聲音g2(t）(particular)。如果不按上法解碼，將聽(tīng)不到所需的聲音。第27頁(yè)/共42頁(yè)原始聲音信號(hào)的獲取（1）打開(kāi)音頻文件窗口，選擇原始音頻信號(hào)。第28頁(yè)/共42頁(yè)原始聲音信號(hào)的獲取（2）原始音頻信號(hào)的參數(shù)為：原始取樣速率：22050Hz。規(guī)定系統(tǒng)對(duì)其按22050*40=882KHz取樣速率重新取樣。第29頁(yè)/共42頁(yè)Systemview系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間設(shè)置單擊工具欄中的systemtimedefine按鈕，彈出圖示對(duì)話框；設(shè)置運(yùn)行時(shí)間為2秒，取樣頻率為882KHz。第30頁(yè)/共42頁(yè)發(fā)送端帶通濾波器的設(shè)計(jì)本仿真系統(tǒng)使用200KHz的正弦和余弦作為調(diào)制信號(hào)，規(guī)定音頻信號(hào)的帶寬為10KHz（調(diào)幅廣播音質(zhì)）。故發(fā)射端的帶通濾波器的上下截止頻率來(lái)分別為：210KHz和190KHz第31頁(yè)/共42頁(yè)接收端低通濾波器的設(shè)計(jì)接收端解調(diào)后，需使用低通濾波器將其中的音頻信號(hào)取出，低通濾波器的截止頻率為：10KHz第32頁(yè)/共42頁(yè)接收端放大器的設(shè)計(jì)拖入一個(gè)算子圖標(biāo)，雙擊后彈出類(lèi)型選擇對(duì)話框，從中選擇放大類(lèi)型，并設(shè)置合適的放大量（本例為50）。第33頁(yè)/共42頁(yè)接收端仿真方案圖第34頁(yè)/共42頁(yè)第35頁(yè)/共42頁(yè)CDMA系統(tǒng)的基本思想第36頁(yè)/共42頁(yè)CDMA系統(tǒng)的基本思想（4）第37頁(yè)/共42頁(yè)圖標(biāo)參數(shù)定義（1）用戶可使用鼠標(biāo)將圖標(biāo)欄中的圖標(biāo)拖入設(shè)計(jì)區(qū)域之中，雙擊設(shè)計(jì)窗中的圖標(biāo)，即可彈出該圖標(biāo)的參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)話框。例如，拖入信號(hào)源圖標(biāo)，然后雙擊之，即顯示下圖圖標(biāo)。第38頁(yè)/共42頁(yè)SystemView系統(tǒng)定時(shí)窗口（2）左上角：StartTime：規(guī)定仿真運(yùn)行的起始時(shí)間，一般為0秒。StopTime:規(guī)定仿真運(yùn)行的結(jié)束