基于Simulink的数据链系统仿真及性能分析

文章摘要：Simulink支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统、连续和离散混合系统，而且系统可以是多进程的。它提供了友好的图形界面(GUI)，模型由模块组成的框图来表示。用户建模通过简单的单击和拖动鼠标的动作就能完成，使得建模非常容易，比传统的仿真软件包更加直观、方便、灵活。2.2基于Simulink的系统模型组成考虑到加解密迭代基本不牵涉误码率问题，当以提高系统误码率的思想进行算法仿真时，去掉加解密环节；考虑到射频的影响主要在于多普勒效应和射频器件的热噪声，故将其影响直接折算到中频上，这样可有效避免射频带来的高采样率问题。整个系统仿真模型由三部分组成：信源信道模块、快速同步解调处理模块、验

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　　Simulink支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统、连续和离散混合系统，而且系统可以是多进程的。它提供了友好的图形界面(GUI)，模型由模块组成的框图来表示。用户建模通过简单的单击和拖动鼠标的动作就能完成，使得建模非常容易，比传统的仿真软件包更加直观、方便、灵活。

　　2.2基于Simulink的系统模型组成

　　考虑到加解密迭代基本不牵涉误码率问题，当以提高系统误码率的思想进行算法仿真时，去掉加解密环节；考虑到射频的影响主要在于多普勒效应和射频器件的热噪声，故将其影响直接折算到中频上，这样可有效避免射频带来的高采样率问题。

　　整个系统仿真模型由三部分组成：信源信道模块、快速同步解调处理模块、验证处理模块。系统仿真框图如图2所示。

　　(1)信源信道模块

　　信源信道模块组成见图3。主要功能是为产品的算法仿真提供模拟输入信号，进行信源数据的编码、扩频、调制、多普勒频移及多普勒加速度模拟、信噪比模拟。编码采用RS编码，扩频采用选择本原多项式和初相的方式选择合适的m序列作为扩频码，好处是可以根据实际需求进行实时修改，而不影响扩频解扩的算法仿真结构，为将来的仿真发展带来灵活性。

　　因为要进行误码率分析，故采用使用顶层M文件生成信息数据并保存至计算机内存，再从内存中读出数据并进行采样的方式输出待调制数据。采用AWGNChannel仿真一个加性高斯白噪声信道。此信道的信噪比可以按照三种方式设置：Eb／N0，Es／N0，SNR，本仿真按照SNR的方式设置信道的信噪比。

　　中频采用70 MHz载波调制输出。

　　(2)快速同步解调处理模块

　　是本仿真系统的重点，完成对中频信号的采样、下变频、数字匹配滤波及功率处理、峰值判断与频率搜索、峰值捕获判断、PN码跟踪及载波同步、数据解调、译码。其中采样、下变频、预处理、数字匹配滤波及功率、载波同步模块采用Simulink中的模块搭建而成，而完成控制部分的峰值判断与频率搜索、峰值捕获判断、PN码跟踪复杂逻辑采用C语言封装的Simulink-S函数模块实现。

　　(3)验证处理模块

　　完成对解调数据的误码率判断，对关键参数的记录和实时事后处理。本模型中每一次仿真的结果，在顶层M文件的控制下保存为相应的*．mat文件，在仿真全部结束后，调用此存储的文件编程进行事后数据处理。

　　仿真原理图如图4所示。

　　3仿真结果及性能分析

　　为便于实现仿真参数的修改，及进行批量仿真，仿真模型的参数设置及仿真条件设置全部由顶层M文件实现。此次仿真主要目的是测试信号不同输入功率时，在各信噪比条件下的性能情况。测试结果如下：

　　图5是输入信号功率为-20 dBm，信噪比为-16 dB时的门限与峰值关系图。

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