卫星链路通信系统与SIMULINK仿真

1、卫星链路通信系统与SIMULINK仿真（星上）一、实验内容题目1题目内容：理解信源编码在数字通信系统中的作用，研究SCPC系统中PCM 编码方式。利用MATLAB/SIMULINK通信模块库提供的基本模块搭建、编写 PCM信源编码/译码模块，完成语音信号的编码/译码过程。通过参数设置，完成 基本的运行调试，得到相关的运行结果，验证仿真过程的正确性。1.实现框图Frame Conversion图1PCM信源编码2.实验结果与分析图2接收端PCM译码与发送端结果显示从图2我们可以看出，PCM解调得到的信号和发送端信号是相同的频率，验证 了 PCM调制的有效性和可靠性，但是解调得到的信号和原有信号相

2、比出现了时 延的情况，这也说明在通信过程中此类情况无避免。题目2题目内容：了解SCPC系统中信号调制/解调的实现机制。利用 MATLAB/SIMULINK通信模块库提供的基本模块搭建、编写BPSK(QPSK)调制/ 解调模块，完成信号的调制/解调的过程，并输出调制/解调前后的星座图和频谱 图。1.实现框图图3信号调制/解调过程2.实验结果与分析Scatter Plot8132= 口 匚am-ts-scpnlI1图4发送地球站端QPSK调制后的星座图图5接收解调信号星座图从图4和图5中可以看出，信号经过调制解调并叠加噪声之后，接收信号的星座 图出现了明显的抖动，出现了不同程度的相位模糊，在不同信

3、噪比情况下，信噪 比的值越大，星座图点的分布越集中，与发送端信号相比，误码率也越低，相反， 信噪比越小，星座图点的分布越分散，误码率也越低。题目3题目内容：掌握SCPC系统中信道编码的实现过程，验证信道/译码在整个 系统中的功能。利用MATLAB/SIMULINK通信模块库提供的基本模块搭建、编 写信道卷积码编译/译码模块，在调制方式和相同信噪比条件下验证信道编码的 性能，最后将发送信号与接收信号进行对比，计算误码率实现框图Viterbi DecoderAWGNChannelQPSKModulatorBasebandConvolutionalEncoderQPSK Demodulator Ba

4、seband图6信道编译码模块2实验结果与分析通过实验结果我们知道，在相同信噪比情况下，卷积码编码方式得到的输出 结果的误比特率在较低的水平，在引入高斯白噪声，利用QPSK进行调制的情况 下，接收信号与发送端信号相比，输出误比特率在10-4以下。总之，通过卷积编 译码得到的误码率在较低的水平，充分验证了卷积编译码的良好性能，信道卷积 编译码可以作为我们后面搭建SCPC卫星通信系统的信道编译码方式。题目4.在选做题中，我们小组选择了 SCPC系统链路星上转发部分卫星上的通信分系统又称转发器，实质上是一种宽频带的首发信机。对转发 器的基本要求是：以最小的附加噪声和失真，以足够的工作频带和功率为各地

5、球 站有效而可靠地转发无线电信号。转发器通常分为透明转发器和处理转发器两类。（1）透明转发器透明转发器经卫星转发器转发的信号除频率和功率外，无任何变动，在工作 频段内对信号提供透明通路。透明转发器有一次变频和二次变频两种，如下图所 示。图7一次变频转发图8二次变频转发处理转发器它除了采用二次变频方式转发信号外，增加了信号调制、解调等处理单元，如图 所示。星上处理主要包括：数字信号的中继再生，消除噪声积累。在不同的天线波束之间进行信号交换。进行其他更高级的信号变换和处理，如上、下行线路调制方式的变换甚至多址方式的变换。本实验对透明转发器中的二次变频进行了仿真，模块搭建如下图:图10星上处理模块本

6、模块仅对星上链路进行了原理性仿真，没有考虑到一些工程因素，如卫星 转发器的非线性放大作用。二、总结与展望在模型搭建过程中出现的问题、不足及思考误码率对比时，没有考虑到维特比译码会有一个反馈深度，当反馈深度 没有设置时，误比特率非常高；当反馈深度没有设置为8的整数倍时，也比较高， 原因是模块error rate calculation的输入端是8个比特一组进行对比的，而考虑反 馈深度后必须将发送的比特流做相应延迟再与解调后的比特流进行对比。模型中只实现了一路单音频信号的传送，没有加入FDM模块，主要原 因是采用调制滤波搬频时，滤波器的设计不佳，无法完成功能。模型中，星上转发模块中，对行波管放大器的非线性作用没有考虑，仅 进行了线性功放。并且，链路上各处噪声之间的添加是相互独立的没有做一个系 统考虑，与实际还相差较大。发送和接收的成形滤波器都没有设计添加。仅对整条链路进行了理论仿真，没有与实际相结合进行验证计算。实验心得在整个SIMULINK学习的过程中，遇到了大大小小的许多