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卫星链路通信系统与SIMULINK仿真（下行链路）

卫星链路通信系统（下行部分）

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

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

TransmitFilter1

TransmitFilter

ModulatorBaseband

DemodulatorBaseband

Generator

Channel

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1.实现框图

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系统链路下行部分

卫星通信下行链路包含的最重要的部分莫过于PCM译码，卷积码

译码，QPSK解调部分，下面进行相关原理介绍。

（1）QPSK解调

QPSK数字解调包括：模数转换、抽取或插值、匹配滤波、时钟

和载波恢复等。

在实际的调谐解调电路中，采用的是非相干载波解调，本振信号

与发射端的载波信号存在频率偏差和相位抖动，因而解调出来的模拟I、

Q基带信号是带有载波误差的信号。这样的模拟基带信号即使采用定

时准确的时钟进行取样判决，得到的数字信号也不是原来发射端的调

制信号，误差的积累将导致抽样判决后的误码率增大，因此数字

QPSK解调电路要对载波误差进行补偿，减少非相干载波解调带来的

影响。此外，ADC的取样时钟也不是从信号中提取的，当取样时钟与

输入的数据不同步时，取样将不在最佳取样时刻进行所得到的取样值

的统计信噪比就不是最高，误码率就高，因此，在电路中还需要恢复

出一个与输入符号率同步的时钟，来校正固定取样带来的样点误差，

并且准确的位定时信息可为数字解调后的