通信系统综合仿真

电玩女神 2023-09-25 19:22 46阅读 0赞

### 一、按每个模块的功能进行参数配置 ###

先设置信号源为正弦波，频率8KHz，幅度15，帧头01111110，8bit为01010101，前向保护设置为1111000000000000。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>信号源设置频率8KHz，幅度15</th> 
   <th>帧头设置01111110</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p><img alt="" src="https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f55fcb63da768933b852ad929868d7a9.webp?x-oss-process=image/format,png"></p> </td> 
   <td> <p><img alt="" src="https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1e4b1832ae5116e88e78431821ad238e.webp?x-oss-process=image/format,png"></p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>8bit设置01010101</td> 
   <td>前向保护1111000000000000</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p><img alt="" src="https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c2b791a899de373c3ee3a36c8f3ecbfc.webp?x-oss-process=image/format,png"></p> </td> 
   <td> <p><img alt="" src="https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/83ea2dee4f5767629196e9247511f003.webp?x-oss-process=image/format,png"></p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 二、不同编码方式的信号波形观测 ###

#### 1.汉明编译码 ####

信道编码模块：

![format_png][]

上图中CH1为编码前数据、CH2为编码前时钟、CH3为编码帧脉冲、CH4为编码后时钟、CH5为编码后数据。通过实验图可以看出，输出的编码帧脉冲恰好可以分隔出一个完整的复接数据，可以观察到一帧数据和CVSD编码数据和8bit数据01010101。此外，还可以看出编码前时钟速率是编码后时钟速率的一半。

频带DQPSK调制模块：

![format_png 1][]

标签的对应依次是：4：调制信号、3：载波信号、2：时钟信号、1：数据。从实验结果中可以看到调制信号产生了相位突变。

DQPSK解调：

![format_png 2][]

标签的对应依次是：4：眼图观测、3：I路时钟、2：调制输出、1：调制输入，其中不难发现I路时钟是解调时钟速率的一半，并且通过2和1的对比可知调制输出和调制输入基本符合实验的理论。

信道译码：

![format_png 3][]

标签的对应依次是：CH1译码输入信号、CH2时钟信号、CH3帧脉冲信号、CH4纠错信号、CH5未纠错信号。此时由于并未加错,因此可见纠错与未纠错的波形相同。

解复用与信源编码：

![format_png 4][]

标签的对应依次是：4：PCM译码、3：时钟、2：数据、1：帧头

此时PCM译码没有输出波形，因为信源编码与复用模块为CVSD编码。

#### 2.卷积编译码 ####

信道编码模块：

![format_png 5][]

标签的对应依次是：CH1编码前数据、CH2编码前时钟、CH3编码帧脉冲、CH4编码后时钟、CH5编码后数据。

通过结果可见，编码前时钟速率是编码后时钟速率的一半，输出的编码帧脉冲恰好可以分隔出一个完整的复接数据，因此可以看到一帧数据和CVSD编码数据。

频带调制模块：

![format_png 6][]

标签的对应依次是：4调制、3载波、2时钟、1数据。

频带解调模块：

![format_png 7][]

标签的对应依次是：4、眼图观测；3、I路时钟；2、调制输出；1、调制输入。

信道译码模块：

![format_png 8][]

标签的对应依次是：CH1译码输入、CH2时钟、CH3帧脉冲、CH4纠错、CH5未纠错。

解复用与信源编码：

![format_png 9][]

标签的对应依次是：4：PCM译码、3：时钟、2：数据、1：帧头。

PCM译码没有输出波形，因为信源编码与复用模块为CVSD编码。

#### 3.循环编译码 ####

信道编码模块：

![format_png 10][]

标签的对应依次是：CH1：编码前数据、CH2：编码前时钟、CH3编码帧脉冲、CH4编码后时钟、CH5编码后数据

频带调制模块：

![format_png 11][]

标签的对应依次是：4调制、3载波、2时钟、1数据。

③频带解调模块：

![format_png 12][]

标签的对应依次是：4：眼图观测、3：I路时钟、2：调制输出、1：调制输入。

信道译码模块：

![format_png 13][]

标签的对应依次是：CH1译码输入、CH2时钟、CH3帧脉冲、CH4纠错、CH5未纠错。

解复用与信源编码：

![format_png 14][]

标签的对应依次是：4：PCM译码、3：时钟、2：数据、1：帧头

PCM译码没有输出波形，因为信源编码与复用模块为CVSD编码。

#### 4.交织编译码 ####

信道编码模块：

![format_png 15][]

标签的对应依次是：CH1编码前数据、CH2编码前时钟、CH3编码帧脉冲、CH4编码后时钟、CH5编码后数据

频带调制模块：

![format_png 16][]

标签的对应依次是：4：调制、3：载波、2：时钟、1：数据。

频带解调模块：

![format_png 17][]

标签的对应依次是：4：眼图观测、3：I路时钟、2：调制输出、1：调制输入。

信道译码模块：

![format_png 18][]

标签的对应依次是：CH1译码输入、CH2时钟、CH3帧脉冲、CH4纠错、CH5未纠错。

⑤解复用与信源编码：

![format_png 19][]

标签的对应依次是：4：PCM译码、3：时钟、2：数据、1：帧头

PCM译码没有输出波形，因为信源编码与复用模块为CVSD编码。

3.汉明加错：（7，4）汉明编码每一路加两个比特错误。

加错设置如下所示：

![format_png 20][]

编码：

![format_png 21][]

汉明编码加两个bit错误得到的波形。

译码：

![format_png 22][]

通过对比可知：加两个bit错误后纠错输出和编码前数据输出相同，未纠错输出经过加错之后发生了变化，说明汉明方式下的信道纠错编码能力较强。

4.交织加错，加错方式同汉明编码

编码：

![format_png 23][]

交织编码加两个bit错误时得到的波形。

译码：

![format_png 24][]

通过结果可知：加两个bit错误后纠错输出和编码前数据输出相同，未纠错输出经过加错之后发生了变化，说明交织方式下的信道纠错编码能力较弱。

5.加噪不加错

![format_png 25][]

①交织编译码

编码：

![format_png 26][]

译码：

![format_png 27][]

②汉明编译码

编码：

![format_png 28][]

译码：

![format_png 29][]

结果表明通过上述实验结果的对比可知，汉明编译码抗噪声性能好一点

6.载波频率由2048k增加到3072k

![format_png 30][]

汉明编译

编码：

![format_png 31][]

译码

![format_png 32][]

交织编译码：

编码：

![format_png 33][]

译码：

![format_png 34][]

由结果可知，纠错和不纠错输出不一样。经过和编码前数据对比发现，当载波频率过大时，载波频率将会对信道编码性能产生影响。

7.将帧头修改为10000001

![format_png 35][]

交织译码：

![format_png 36][]

汉明译码：

![format_png 37][]

### 三、总结 ###

以一个更加全面的视角来看待一个通信系统，从频带通信系统的每一个环节进行仿真：信号源、 信源编码、信道纠错编码、频带调制、信道传输并加噪、频带解调、信道纠错译码、信源译码等数字通信要素构成的通信系统。

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