基于simulink的cofdm系統(tǒng)仿真及編碼調(diào)制分析課程設(shè)計-資料下載頁
2025-06-18 16:09本頁面
【正文】 從直接畫出的誤碼率圖可看出，由于誤碼率的值比較小，畫出的兩條線接近重合，很難看出區(qū)別，故轉(zhuǎn)化成分貝圖進(jìn)行比較，畫出的圖如下圖所示：將誤碼率轉(zhuǎn)換成分貝的誤碼率圖 對以上不同高斯白噪聲信噪比系統(tǒng)的改進(jìn)所得到的數(shù)據(jù)表格表格可知，總的來說高斯白噪聲信噪比越高，系統(tǒng)的抗誤碼性越高，這與理論知識相吻合。當(dāng)信噪比低于一定值時，誤碼率相當(dāng)大，增加RS編碼并不能改善系統(tǒng)的性能，反而增加了設(shè)備的復(fù)雜度，增加成本，所以盡量不要在信噪比很低的情況下傳輸數(shù)據(jù)。隨著信噪比的提高，系統(tǒng)的誤碼率下降很快，加上RS編碼后抗誤碼性能更好。由已測的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)高斯白噪聲的信噪比超過36 DB時，RS編碼基本上不再提高系統(tǒng)的抗誤碼能力，因此當(dāng)高斯白噪聲的信噪比比較高時，可以考慮不使用RS編碼模塊，這樣可降低通信設(shè)備的復(fù)雜度，同時還可以節(jié)省成本。目前除了使用RS編碼外，目前較好的編碼方式還有卷積編碼、 TCM 編碼、 LDPC 編碼等。其中 LDPC 編碼在衰落信道中的優(yōu)良性能，將更大程度上提高 COFDM 系統(tǒng)的差錯性能，是目前學(xué)術(shù)界非常熱門的一個課題。5 COFDM 系統(tǒng)中不同調(diào)制方式的分析比較 COFDM系統(tǒng)仿真可以采用多種調(diào)制方式，在本課程設(shè)計中分析了4QAM、16QAM、64QAM調(diào)制方式。QAM是適用于 COFDM 系統(tǒng)中的一種調(diào)制方式。 QAM （Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度調(diào)制），是用兩路獨立的基帶信號對兩個相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)幅，利用這種已調(diào)信號的頻譜在同一帶寬內(nèi)的正交性，實現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息的傳輸?shù)臄?shù)字信號調(diào)制方式。該調(diào)制方式通常有二進(jìn)制QAM（4QAM）、四進(jìn)制QAM（16QAM）、八進(jìn)制QAM（64QAM）等。QAM是一種矢量調(diào)制，將輸入比特先映射到一個復(fù)平面（星座）上，形成復(fù)數(shù)調(diào)制符號，然后將符號的I、Q分量（對應(yīng)復(fù)平面的實部和虛部，也就是水平和垂直方向）采用幅度調(diào)制，分別對應(yīng)調(diào)制在相互正交（時域正交）的兩個載波（和）上。這樣與幅度調(diào)制（AM）相比，其頻譜利用率將提高1倍。QAM是幅度、相位聯(lián)合調(diào)制的技術(shù)，它同時利用了載波的幅度和相位來傳遞信息比特，因此在最小距離相同的條件下可實現(xiàn)更高的頻帶利用率，QAM最高已達(dá)到1024QAM。樣點數(shù)目越多，其傳輸效率越高。例如具有16個樣點的16QAM信號，每個樣點表示一種矢量狀態(tài)，16QAM有16態(tài)，每4位二進(jìn)制數(shù)規(guī)定了16態(tài)中的一種狀態(tài)，16QAM中規(guī)定了16種載波和相位的組合，16QAM的每個符號和周期傳送4比特。下面分析各種調(diào)制方式的模型及仿真數(shù)據(jù)采用4QAM調(diào)制的COFDM系統(tǒng)采用4QAM調(diào)制的COFDM系統(tǒng)的輸出編碼映射圖采用16QAM調(diào)制的COFDM系統(tǒng)采用16QAM調(diào)制的COFDM系統(tǒng)的輸出編碼映射圖采用64QAM調(diào)制的COFDM系統(tǒng)采用64QAM調(diào)制的COFDM系統(tǒng)的輸出編碼映射圖設(shè)置瑞利信道多普勒頻偏為100Hz、高斯白噪聲信噪比為30DB時COFDM調(diào)制系統(tǒng)仿真結(jié)果的參數(shù)4QAM16QAM64QAM錯誤碼元個數(shù)2287451503SNR（誤碼率） 根據(jù)以上分析比較的4QAM、16QAM、64QAM的系統(tǒng)仿真模型以及仿真系統(tǒng)的輸出編碼映射圖可知，在相同條件下，4QAM的抗誤碼性能最好，16QAM次之，64QAM最差，這也驗證了通信系統(tǒng)的有效性與可靠性不可兼得的定理。4QAM一個碼元可以傳輸兩個比特的信息，16QAM一個碼元可以傳輸四個比特的信息，64QAM的一個碼元可以傳輸6個比特的信息，從有效性的角度來看，64QAM的最好，16QAM的次之，4QAM最差。在實際應(yīng)用中，我們應(yīng)考慮各方面因素選擇調(diào)制方式。 6 課程設(shè)計總結(jié)以及改進(jìn)方法 由于之前對COFDM系統(tǒng)的了解比較少，時間比較緊張，我做這個課程設(shè)計有一定的難度，做出來后感覺并不是很令人滿意?；〞r間最多的上網(wǎng)查找可用的資料，并對資料的內(nèi)容進(jìn)行消化吸收。對COFDM系統(tǒng)有一定的了解后，我借助別人已經(jīng)搭好的系統(tǒng)模塊并稍微修改了一下。關(guān)于分析部分，我主要是分析了RS編碼對整個COFDM通信系統(tǒng)的作用以及影響，以及采用不同的調(diào)制方式時系統(tǒng)抗誤碼性能的變化。 從設(shè)計仿真的結(jié)果來看，RS編碼可以提高COFDM系統(tǒng)的抗誤碼性能，4QAM調(diào)制的抗誤碼性能要比16QAM和64QAM要好。當(dāng)然，任何事物都具有兩面性，有優(yōu)點也有缺點。RS編碼并不是任何情況都可以大大提高系統(tǒng)性能，同時RS編碼會增加通信系統(tǒng)的復(fù)雜度，增加成本。4QAM調(diào)制雖然有較好的抗誤碼性能，但這是以犧牲帶寬為代價的，我們知道，頻譜資源是非常寶貴的，不能亂浪費。 因此，我們在搭建COFDM系統(tǒng)時，必須綜合各種因素考慮，要考慮成本、可用頻譜、技術(shù)實現(xiàn)難度等等因素后選擇一個合適的搭建方案。24
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