【導(dǎo)讀】術(shù)，實際上OFDM是MCMMulti-CarrierModulation，多載波調(diào)制的一種。據(jù)流，調(diào)制到在每個子信道上進行傳輸。本文介紹了OFDM的產(chǎn)生發(fā)展，并分析。最后通過simulink上搭建。解OFDM系統(tǒng)的工作過程極其優(yōu)越性。第一個OFDM技術(shù)的實際應(yīng)用是軍用的無線高頻。里葉變換和快速傅里葉方法研制了一個完整的多載波傳輸系統(tǒng)，使得OFDM技術(shù)更趨于實用化?；ハ嗾坏淖虞d波和從子載波中恢復(fù)原信號的問題。發(fā)送和傳送的難題。應(yīng)用快速傅里葉變換更使多載波傳輸系統(tǒng)的復(fù)雜度大大降。從此OFDM技術(shù)開始走向?qū)嵱?。但是?yīng)用OFDM系統(tǒng)仍然需要大量

　　

【正文】 接收機部分 接收機部分包括串并轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)還原成幀信號，保證每幀的信號有 90x2的矩陣。然后再去 CP 循環(huán)，然后就是 FFt 變換，變幻出來的數(shù)據(jù)在去零，反 QPSK映射，解調(diào)就可以恢復(fù)出輸出的信號。進行比較還可以測算出誤碼率。 進行接受時信號先經(jīng) buffer 模塊將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化為矩陣 。 圖 320 21 Buffer 的參數(shù) 串并轉(zhuǎn)換模塊 本串并轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的思路是先將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為矩陣 180x1 然后經(jīng)過 to frame 轉(zhuǎn)換成幀 180x1 然后將數(shù)據(jù)分為兩路 90x1 然后按列合并起來就是 90x2 的矩陣。 設(shè)計思路如下所示： 數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn) 換 為 矩陣轉(zhuǎn) 化 為 幀 矩 陣 分 離矩 陣 合并 圖 321 圖 322 22 各元件的參數(shù)如圖所示 ： Select rows 參數(shù) Matxi 的參數(shù) 將信號分解之后與源發(fā)送端的信號進行比較發(fā)現(xiàn)輸出的信號是完全一致的除了時間上面的延遲以外如下圖 圖 323 圖 324 23 上面兩圖示提取出來的實部圖 ，時間的延遲波形基本上是完全一致的！如上圖箭頭所指就是延時造成的其余波形還是一 樣，所以可以說在接收到的信號轉(zhuǎn)換為矩陣期間是沒有任何錯誤的！ 去 CP循環(huán) 模塊 就是將加載數(shù)據(jù)前面的循環(huán)后綴 26 個碼元去掉，所以可以通過一個行選擇輸出第 27 到 90 行共 64 行的數(shù)據(jù)而把加在前面的 26 行數(shù)據(jù)舍掉就可以還原原來的數(shù)據(jù) 選擇模塊的參數(shù)設(shè)置如下圖所示： 選擇輸出后的數(shù)據(jù)與發(fā)送端沒有加 CP 循環(huán)的數(shù)據(jù)進行比較。可以發(fā)現(xiàn)兩數(shù)據(jù)是完全一致的。 波形比較如下所示 圖 325 24 上圖箭頭所指的地方就是數(shù)據(jù)對齊點，除了碼元上面的延時以外，碼元波形是完全一致的，故去掉 cp 循環(huán)之后波形是正確的，接下來要做 的就是進行傅里葉變換，恢復(fù)原始的波形 解調(diào)模塊 OFDM 解調(diào)模塊是將是對上面的 IFFT 數(shù)據(jù)進行傅里葉變換恢復(fù)數(shù)據(jù)，然后按照上面數(shù)據(jù)的排列恢復(fù)所需要的數(shù)據(jù)！ 設(shè)計模塊如下圖所示 數(shù) 據(jù)F F T選 擇 數(shù) 據(jù)幀矩 陣 分 離輸 出輸 出 由于數(shù)據(jù)幀與數(shù)據(jù)幀間存在很長一段的 0 數(shù)據(jù)，所以可以之間進行 FFT 變換而不需要去掉 0 之后再進行 FFT 變換，這樣的方式充分的利用 FFt 變換的優(yōu)勢！ 設(shè)計流程圖如下所示 圖 326 圖 327 25 FFT 的參數(shù)設(shè)置如下所示 變化之后的數(shù)據(jù)如下圖所示 接下來就是選擇每 一幀中間的數(shù)據(jù)部分，而去掉全 0 的部分，可以用一個行選擇器， 其設(shè)置參數(shù)如下圖所示 圖 328 圖 329 26 此時輸出的數(shù)據(jù)將只有數(shù)據(jù)部分，而丟棄了全 0 的部分得到的波形如下圖所示 然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為幀為 30x2 的數(shù)據(jù)幀，然后將 30x2 的數(shù)據(jù)幀通過列選擇器分解出兩路信號來，用于數(shù)字上下變頻來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的恢復(fù) 。 信道估計 在 OFDM調(diào)制中產(chǎn)生了一個隨機序列幀長為 31 的序列來與原來的加零后的信號進行合成 62x1 的信號。在解調(diào)中分解出兩路信號，其中一路信號就是隨機序列經(jīng)過信道之后調(diào)制解調(diào)后的信號，然后用相同的 PN 序列與數(shù)據(jù)路 相乘，然后對其取反 ,再乘以原來的序列經(jīng)過編碼之后的譯碼之后的序列就可以得到變化因數(shù) ,再用該因數(shù)乘以解碼之后的數(shù)據(jù)即可以還原原來的數(shù)據(jù) ! 下面是信道電路圖以及各參數(shù)設(shè)置 27 PN 序列發(fā)生器參數(shù)如下所示 可以看到兩路信號相乘之后的數(shù)據(jù)為一個正弦波 圖 330 圖 331 28 每一個周期對應(yīng)兩個碼元寬度，然后用這樣 的得到的正弦波與數(shù)據(jù)波相乘就可以得到恢復(fù)后的加了一個零的的數(shù)據(jù)， 接下來要做的事就是去掉每幀數(shù)據(jù)中間的零，這可以用一個 row slect 選擇去掉第 16 行即可。 去零模塊 該去零中使用的行選擇器的參數(shù) 設(shè)置如下所示 這樣就去掉了第 16 行就可以很好的恢復(fù)出經(jīng)過 16QAM 映射后的數(shù)據(jù)，接下來要做的事將映射后的數(shù)據(jù)還原。 圖 332 29 解調(diào)模塊 解調(diào)前的星座圖，其輪廓與 16QAM 調(diào)之后的星座圖基本相似，說明信號失真很小。 映射后的數(shù)據(jù)圖如下所示 ： 并將該路數(shù)據(jù)與原來進行 16QAM 調(diào)制之前的數(shù)據(jù)進行比較 如下所示 ： 圖 33 30 兩路數(shù)據(jù)除了延遲以外數(shù)據(jù)的內(nèi)容是一模一樣的?？梢哉f OFDM 調(diào)制解調(diào)恢復(fù)出來的數(shù)據(jù)誤碼率很低。 模塊 將從 QAM 接收到的信號進行卷 記譯碼可以得到譯碼后的信號。 譯碼原則如下所示 本設(shè)計中直接使用 simulink 自帶的譯碼模塊，但其設(shè)計思路是基于維特比譯碼設(shè) 計的，所以在上面寫出了維特比譯碼原理。 譯碼器設(shè)計參數(shù)如下所示 圖 334 圖 335 31 經(jīng)譯碼后輸出的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進行比較如下所示 ： 除了延遲波形保持完全一致，在通過誤碼率（信噪比為 10db）計算可以看出這樣的誤碼率為 0 下圖給出的是信噪比從 1510 的誤碼率曲線 圖 336 32 可知其糾錯能力很強，而且從示數(shù)可以看出，發(fā)生的錯誤基本上都是突發(fā)錯誤，連續(xù)發(fā)生的錯誤。所以要是誤碼率更低，可以考慮在卷積編碼的后面再加上交織這樣可以很有效的防止突發(fā)錯誤的產(chǎn)生！ 33 第 4 章結(jié)束語 經(jīng)過多天的努 力，終于完成了 OFDM 系統(tǒng)的仿真設(shè)計。為了是課程設(shè)計盡善盡美，我參考了大量的 matlab 教程，也從中學(xué)習(xí)了很多課堂上學(xué)不到的東西。 OFDM 系統(tǒng)的設(shè)計是對我們這一學(xué)期的 matlab 學(xué)習(xí)的一個總結(jié)，從中我發(fā)現(xiàn)了個人學(xué)習(xí)的很多問題。例如，拘泥于形式，舉一反三的能力較差，不懂變通。正是這些原因，致使我在做設(shè)計時走了很多彎路，把簡單的問題復(fù)雜了。這在設(shè)計的過程中可能會有體現(xiàn)。因此，如何更簡單的解決問題仍是我今后努力的目標(biāo)。 另外，由于個人知識范圍以及對本課程設(shè)計的理解能力的限制，本設(shè)計只對OFDM 系統(tǒng)的信號 傳輸過程進行了仿真，設(shè)計更深層次的內(nèi)容如：同步問題、誤差估計問題并未做深入探究，這也是本設(shè)計的缺憾之一。 34 參考文獻 [1] 汪裕民 OFDM 關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用 【 M】 機械工業(yè)出版社 2020 ． [2] 張軍 曹麗娜 現(xiàn)代通信原理與技術(shù) 【 M】 西安電子科技大學(xué)出版社 2020 1． [3] 樊昌信 , 曹麗娜 通信原理 【 M】 國防工業(yè)出版社 2020 ． [4]程佩青 數(shù)字信號處理【 M】 清華大學(xué)出版社 2020 ． [5] 王文博，鄭侃 寬帶無線通信 OFDM 技術(shù) 【 M】 人民郵 電出 版社． 2020 11 ． [6] 張海濱 正交頻分復(fù)用的基本原理與關(guān)鍵技術(shù) 【 M】 國防工業(yè)出版社 ． 2020 ． 35 附錄：