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。

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。