通信系统综合仿真

简介: 通信系统综合仿真

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。

信号源设置频率8KHz,幅度15 帧头设置01111110
8bit设置01010101 前向保护1111000000000000

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

编码:

汉明编码加两个bit错误得到的波形。

译码:

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:

交织编码加两个bit错误时得到的波形。

译码:

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

①交织编译码

编码:

译码:

②汉明编译码

编码:

译码:

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

汉明编译

编码:

译码

交织编译码:

编码:

译码:

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

交织译码:

汉明译码:

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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