基于Simulink的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)仿真及性能分析
圖6是輸入信號功率為-30 dBm,信噪比為-16 dB時的門限與峰值關(guān)系圖。
圖7是輸入信號強(qiáng)度分別為0 dBm,-10 dBm,-20 dBm,-30 dBm,-40 dBm時不同信噪比與捕獲概率的關(guān)系圖。
從圖7可以看出,信噪比大于-14 dB時,輸入信號強(qiáng)度為0~-30 dBm皆能滿足系統(tǒng)性能要求;信噪比大于-15 dB時,輸入信號強(qiáng)度為-10~-30 dBm時,捕獲概率能滿足系統(tǒng)要求;信噪比大于-16 dB時,輸入信號強(qiáng)度為-20 dBm和-30 dBm時捕獲概率能滿足系統(tǒng)要求??紤]到在Simulink環(huán)境下雖然對截位進(jìn)行了模擬,但是實際硬件運行中還可能產(chǎn)生的其他的影響,故實際使用仍會有差異。根據(jù)對實際硬件的測試結(jié)果,實際中頻直擴(kuò)接收機(jī)的性能與仿真結(jié)果有3~4 dB的差異,但這種差異是可接受的,仿真結(jié)果分析可以為系統(tǒng)指標(biāo)分配提供了依據(jù)。
4系統(tǒng)指標(biāo)分配淺析
通常通信系統(tǒng)的接收方與發(fā)送方有一定的距離,當(dāng)距離確定時必須確定接收方的動態(tài)范圍,通常接收系統(tǒng)的動態(tài)范圍由射頻動態(tài)范圍和中頻動態(tài)范圍兩部分組成,當(dāng)折算到中頻解調(diào)的信噪比確定時,則射頻動態(tài)范圍也隨之確定。
假定一個接收系統(tǒng)的靈敏度為-100 dBm,動態(tài)范圍為90 dB,即系統(tǒng)輸入信號從-10~-100 dBm時要求接收系統(tǒng)解調(diào)數(shù)據(jù)誤碼率輸出能夠滿足要求,如果系統(tǒng)給中頻分配的指標(biāo)是輸入信號強(qiáng)度為0 dBm,則射頻的動態(tài)范圍就必須為90 dB;如果系統(tǒng)給中頻分配的指標(biāo)是0~-30 dBm,則射頻的動態(tài)范圍則變?yōu)?0 dB。
中頻接收機(jī)的動態(tài)范圍主要取決于A/D的動態(tài)范圍、信號處理算法及數(shù)字處理電路本身的噪聲,由于目前A/D的動態(tài)范圍較大,所以實際中頻接收機(jī)的動態(tài)范圍主要取決于信號處理算法本身,如整個系統(tǒng)資源允許的截位處理,有無內(nèi)部AGC處理等。
通過仿真分析我們可以看到,如果系統(tǒng)分配性能指標(biāo)時,適當(dāng)挖掘中頻接收機(jī)的動態(tài)能力,一方面可以相應(yīng)提高中頻接收機(jī)的性能,如輸入信號強(qiáng)度為0 dBm,信噪比大于-14 dB時解調(diào)數(shù)據(jù)方能滿足系統(tǒng)要求,而輸入信號為-30 dBm時可以在信噪比為-16 dB時仍能滿足系統(tǒng)誤碼率要求,這樣就相當(dāng)于提高了整個系統(tǒng)的接收能力;另一方面也減輕了射頻的動態(tài)范圍,相應(yīng)降低了射頻組件的成本。中頻接收機(jī)算法的設(shè)計通常并不涉及硬件成本,而射頻指標(biāo)的提升卻必以硬件成本的提升為代價。因而如果系統(tǒng)合理分配指標(biāo),則可以使整個接收系統(tǒng)的性價比得到提高。
5結(jié)語
在對數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)工作原理及Matlab/Simulink功能和特點的介紹的基礎(chǔ)上,應(yīng)用Matlab/Simulink軟件平臺構(gòu)建了某猝發(fā)數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)仿真平臺;利用Simulink環(huán)境的圖形化建模能力和完善的功能模塊庫,開發(fā)了部件模型庫。雖然本系統(tǒng)的同步算法還有待于進(jìn)一步的優(yōu)化,但通過對系統(tǒng)的快速捕獲能力的仿真分析,以及在不同輸入信號強(qiáng)度下信噪比與捕獲概率性能狀況的測試,為系統(tǒng)進(jìn)行組件指標(biāo)分配提供了依據(jù)。
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