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数字通信系统仿真与分析（课程报告）

基于IEEE802.11的无线局域网直序扩频系统在SystemView上的仿真

一、实验背景与目的

目前扩频通信得到日益广泛的应用，对它进行系统建模与仿真非常有益。扩

频通信可以抗干扰，抗噪声，抗多径衰落，可在低功率谱密度下工作，具有必威体育官网网址

性，可多址复用和任意选址，可高精度测距等等，因此扩展频谱通信方式得到迅

速的发展，并在卫星通信与定位、移动通信、电力线通信网、在通信、测距、定

位、控制等诸多领域得到迅猛发展。扩频系统的主要缺点是技术复杂。但是随

着数字处理技术的发展，集成工艺的进步，使扩频系统的实现变得相对简单。

本文主要讲述了在无线局域网(WLAN)环境中，基于IEEE802．11参考标准，

采用科斯塔斯环路实现直接序列扩频通信系统的伪码同步与载波同步的方法，详

细展示了直序扩频系统工作的全过程，为设计和分析直序扩频系统提供了方便。

二、实验内容

(1)实验原理图

图表1系统原理框图

该系统是一个无线局域网WLAN通信的直序扩频系统，电路中部分参数参考

了IEEE802.11标准。为了对实际的发射，接收设备以及信道进行仿真，在对射频

的放大器、衰减器、混频器等仿真时，利用了射频/模拟哭的图标。在仿真中，

保持了原系统的结构，保留了信源码和扩频伪随机码的码速率。

数据源经过基带编码器处理后，系统使用由M序列发生器所产生的伪随机码

对信息比特进行模2相加得到扩频序列，然后用这个扩频序列对载波进行调制，

两个已调波信号经过中心频率在100Mb／s的声表面波带通滤波器，以抑制带外

干扰。然后，将已调信号变频到250Mb／s的射频载波上，将参考信号变频到

220Mb／s的射频载波上。两路信号变频到射频后，分别放大并经过发送滤波器

叠加后由天线发送到空中。

该WLAN扩频通信系统可以工作在0-108db信道损耗的环境中。系统信息数

据的码速率为1Mb/s，即扩频码速率的比为11:1，因此，基带系统的带宽为11MHz。

为了简化接收机的组成，将扩频码经PSK调制后，同时发送作为解调参考信号。

被调制的信号与参考信号同时在信道的不同频段中传输，其中心频率间隔为

30MHz，互相之间干扰很小；单另一方面，这样降低了频带的利用率。

(2)WLAN系统在SystemView上仿真的具体电路

图表2仿真系统的总电路图

如图所示，系统的仿真电路主要由4个子系统及其他相关图标组成。4个子

系统分别为一个发射机（图标63）和三级接收机（图标76，96，115），子系统

图标63是调制与发射子系统，其输出信号为发射机发送的射频信号，包括包含

数据的的扩频信号和接受端解扩用的参考信号。图标116为衰减器，它代表了信

号在传输过程中的信道衰减。图标117为热噪声源，代表信道噪声，产生为50Ω，

温度为300K的热噪声。图标76、96和115分别为接收端的3级接收机。其中第

一级接收机子系统图标76为射频到中频的变频器。变频到中频后，进入第2级

接收机子系统图标96。首先经过带通滤波器滤出信息信号及参考信号，然后两

路信号分别经过限幅放大后相乘，完成解扩。最后在第3级接收子系统图标115

中完成信息解调。其中系统时钟中设置采样频率为1．024GHz，采样点数为16384

个。

图表3调制器和发射机模块电路图

子系统图标63代表了一个完整的调制器和发射机的模型。其内部仿真电路如

图3所示。其中，图标3和6均为伪随机序列发生器。图标3产生的伪随机序列的码

速率为1Mb／s，作为整个系统的信号源；图标6产生的伪随机序列的码速率为11

Mb／s，作为系统的扩频序列。待发送数据由图标5进行异或运算，完成扩频调制。

系统发送的信号有两路：一路经图标1、36等组成的信号通路，是系统发送的参

考信号，在接收端解扩使用；一路经图标12、43等组成的信号通路，是系统发送

的包含信息的信号。经过滤波、放大、衰减后，上下两路信号由图标32进行叠加，

作为发射机的输出信号，由输出端口图标33从子系统输出。

调制器子系统图标36，43的内部电路图如图4所示，

图表4调制器子系统电路图

它主要包括一个固定增益放大