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(多图) 运用MATLAB及EPROM简化扩频电路设计

黄振?? 杨士中?? 2012年03月23日 ?? 收藏0
目前,扩频技术因其良好的隐蔽性和抗干扰性,从而在通信和测控领域得到了广泛运用。直接序列扩频是扩频的一种主要方式,它是用PN码和二元信息数字序列模2相加后成复合码去调制载波??1?牎T谝恍┦褂贸ば蛄蠵N码扩频的场合,如统一扩频测控及图象传输系统中,PN码即用来对上行遥控指令进行扩频,又用来作为上行测距码??2?牎N?了实现无模糊测距所使用的PN 码的码长较长,若用寄存器及其反馈支路来构成PN码发生器,则所需寄存器级数较多,且电路做好后,所产生的PN码就固定了。这一点对于某些保密性要求很高的通信或测控系统来说很不方便,因为在这种系统中往往需要多组PN码序列备用,以便随时更换扩频码增强保密性。解决这一问题的简单方法就是将所有的PN码存储在EPROM中,以供随时调用。但由于PN码的码长较长或个数较多,将这些数据烧录进EPROM中也比较麻烦。如果利用MATLAB软件来产生所需的PN码序列,并通过简单的矩阵变化,形成一个??.hex文件,将其下载到EPROM中,就使得这一过程大大简化。

1 扩频电路框图及波形

图1(a)为PN码直接序列扩频电路框图。首先从数据流中提取位同步时钟,经分频后送往计数器作为记数脉冲,计数器就是EPROM的地址产生器。由EPROM输出的PN码对数据进行扩频。图1(a)中各点波形如图1(b)所示。

扩频电路框图及波形
扩频电路框图及波形

图1(b)中波形a为输入数据,波形b为从数据中提取的位同步时钟,经分频后得到如波形c所示的PN码chip时钟(计数器的记数脉冲),波形d为从EPROM中读出的PN码序列。从图1中可以看出,用EPROM存储PN码序列,以计数器作为地址码产生器所构成的直接序列扩频电路,其结构非常简单。

2 用MATLAB产生PN码及数据文件

若PN序列码长较长,直接用手工录入EPROM中容易出错,且要花费较多的时间。如果用仿真软件MATLAB中的SIMULINK模块来构成PN码发生器(也可用编程的方法),并将其产生的PN序列烧录进EPROM中,就可以大大简化这一过程。SIMULINK是实现动态系统建模、仿真的一个集成环境。它的存在使MATLAB的功能得到进一步扩展,即实现了可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。

下面以r =11的PN码发生器为例加以说明。

图2是一个用SIMULINK模块组成的m序列发生器,对应的本原多项式为:F x =1+x2+x1

SIMULINK模块组成的m序列发生器
SIMULINK模块组成的m序列发生器

PN码的初始状态可根据需要进行设置,即将移位寄存器设置为相应的初始状态(1或0)。若输出到MATLAB工作空间的PN码应是完整的一周期序列,且将移位寄存器的取样时间定为1单位时间,那么仿真时间就应设为N-1个单位时间(N为码长),依上例则应设为2046个单位时间进行仿真。

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