【正文】 另外，由于個(gè)人知識(shí)范圍以及對(duì)本課程設(shè)計(jì)的理解能力的限制，本設(shè)計(jì)只對(duì)OFDM 系統(tǒng)的信號(hào) 傳輸過(guò)程進(jìn)行了仿真，設(shè)計(jì)更深層次的內(nèi)容如：同步問(wèn)題、誤差估計(jì)問(wèn)題并未做深入探究，這也是本設(shè)計(jì)的缺憾之一。這在設(shè)計(jì)的過(guò)程中可能會(huì)有體現(xiàn)。例如，拘泥于形式，舉一反三的能力較差，不懂變通。為了是課程設(shè)計(jì)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。 譯碼器設(shè)計(jì)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(jìn)行比較如下所示 ： 除了延遲波形保持完全一致，在通過(guò)誤碼率（信噪比為 10db）計(jì)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(xiàn) 圖 336 32 可知其糾錯(cuò)能力很強(qiáng)，而且從示數(shù)可以看出，發(fā)生的錯(cuò)誤基本上都是突發(fā)錯(cuò)誤，連續(xù)發(fā)生的錯(cuò)誤。 模塊 將從 QAM 接收到的信號(hào)進(jìn)行卷 記譯碼可以得到譯碼后的信號(hào)。 映射后的數(shù)據(jù)圖如下所示 ： 并將該路數(shù)據(jù)與原來(lái)進(jìn)行 16QAM 調(diào)制之前的數(shù)據(jù)進(jìn)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。 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(guò) 16QAM 映射后的數(shù)據(jù)，接下來(lái)要做的事將映射后的數(shù)據(jù)還原。 信道估計(jì) 在 OFDM調(diào)制中產(chǎn)生了一個(gè)隨機(jī)序列幀長(zhǎng)為 31 的序列來(lái)與原來(lái)的加零后的信號(hào)進(jìn)行合成 62x1 的信號(hào)。可以發(fā)現(xiàn)兩數(shù)據(jù)是完全一致的。 圖 320 21 Buffer 的參數(shù) 串并轉(zhuǎn)換模塊 本串并轉(zhuǎn)換實(shí)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(guò) 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(lái)就是 90x2 的矩陣。進(jìn)行比較還可以測(cè)算出誤碼率。本通 信系統(tǒng)所用的信道是 AWNG 加性信道和瑞利平穩(wěn)衰落信道！ 接收機(jī)部分 接收機(jī)部分包括串并轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)還原成幀信號(hào)，保證每幀的信號(hào)有 90x2的矩陣。因?yàn)槭?92x2 的數(shù)據(jù)流，所以可以通過(guò)矩陣變換先將矩陣分解為兩路 90x1 的數(shù)據(jù)，然后再通過(guò)矩陣變換合成 180x1 的信號(hào)。在本次 CP 循環(huán)中，將數(shù)據(jù)的 39— 64 位共 25 位加到每一幀的最前面去，這樣雖然增大了帶寬，但是對(duì)抑制碼間串?dāng)_有很大的好處！ 具體的設(shè)置參數(shù)如下圖所示 仿真之后實(shí)部和虛部的波形分別如下所示： 實(shí)部 虛部 圖 316 18 從上面的波形可以看出每隔 64 的碼元就可以看到 25 個(gè)數(shù)據(jù)的重復(fù)，這就是 CP循環(huán)用來(lái)起保護(hù)作用的。這種保護(hù)間隔是一種循環(huán)復(fù)制，增加了符號(hào)的波形長(zhǎng)度，在符號(hào)的數(shù)據(jù)部分，每一個(gè)子載波內(nèi)有一個(gè)整數(shù)倍的循環(huán)，此種符號(hào)的復(fù)制產(chǎn)生了一個(gè)循環(huán)的信號(hào)，即將每個(gè) OFDM 符號(hào)的后 時(shí)間中的樣點(diǎn)復(fù)制到 OFDM 符號(hào)的前面，形成循環(huán)前綴（ CP， Cyclic Prefix），在交接點(diǎn)沒(méi)有任何的間斷。把輸入數(shù)據(jù)流串并變換到 個(gè)并行的子信道中，使得每一個(gè)調(diào)制子載波的數(shù)據(jù)周期可以擴(kuò)大為原始數(shù)據(jù)符號(hào)周期的 N 倍，因此時(shí)延擴(kuò)展與符號(hào)周期的數(shù)值比也同樣降低 N 倍。 圖 311 15 已 調(diào) 信號(hào)串 并合 成0D A T A2合 成I F F T輸 出 設(shè) 計(jì)的子模塊如下圖所示 本 OFDM 調(diào)制只將該信號(hào)分為兩部分即碼元速率變?yōu)樗?1/2，在兩路分開(kāi)的信號(hào)合在一起后補(bǔ)了一個(gè) 0，之后的波形如下圖所示 補(bǔ)零模塊參數(shù)設(shè)置圖形在波形之下 圖 312 圖 313 圖 314 16 在數(shù)據(jù)進(jìn)行 IFFT 前為了方式數(shù)據(jù)產(chǎn)生 ICI，必須進(jìn)行補(bǔ)零，補(bǔ)零后形成的波形如下圖所示 將數(shù)據(jù)全部集中到一個(gè)幀的中間，這樣可以很有效的防止由于碼間串?dāng)_對(duì)數(shù)據(jù)造成干擾。本設(shè)計(jì)采用 OFDM 系統(tǒng)中常用的一種調(diào)制方式 16QAM。 本模塊直接使用了 simulink 中的 Binary Input RS Encoder 模塊： 本卷積碼將 11 個(gè)信息比特編成 15 個(gè)比特，由于 11 和 15 都很小，特別適合以串行形式進(jìn)行傳輸，時(shí)延小。 模塊 介紹 信號(hào)源模塊 本設(shè)計(jì) 信號(hào)源模塊使用了 smulink中的 Bernoulli Binary Generator模塊： 在本設(shè)計(jì)中，信源系統(tǒng)采用的是伯努利二進(jìn)制序列，所設(shè)置的占空比為 （即在同一個(gè)波中 0 和 1 所占的比例是一樣的），所產(chǎn)生的序列是以幀（ frame）的形式產(chǎn)生，每幀的數(shù)據(jù)是 88 位，碼元寬度為 16e5/88/2 s，此時(shí)輸出到信道上面的圖 31 圖 32 11 數(shù)據(jù)是 88x1 的形式！詳細(xì)參數(shù)如下圖所示： 產(chǎn)生的波 形如下圖所示 模塊 ： 信號(hào)源所產(chǎn)生的基帶信號(hào)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的 0 或 1，這樣不利于收信實(shí)的同步因此在系統(tǒng)中需要加入編碼模塊，在編碼器復(fù)雜性相同的情況下，卷積碼的性能優(yōu)于分組碼。其中，上半部 分對(duì)應(yīng)于發(fā)射機(jī)鏈路，下半 10 部分對(duì)應(yīng)于接收機(jī)鏈路，整個(gè)系統(tǒng)包含信道編 /解碼、數(shù)字調(diào)制 /解調(diào)、 IFFT/FFT、加 /去保護(hù)間隔和數(shù)字變頻！ R S 編 碼D A T AQ P S K 調(diào)制串 并 轉(zhuǎn)換I F F T并 串 轉(zhuǎn)換插 入 保 護(hù)間 隔數(shù) 字 上變 頻信道數(shù) 字 下變 頻去 除 保護(hù) 間 隔串 并 轉(zhuǎn)換F F T并 串 轉(zhuǎn)換Q P S K 解調(diào)R S 解 碼數(shù) 據(jù) 還 原 設(shè)計(jì)原理： 輸入比特序列完成信道編碼后，根據(jù)采用的調(diào)制方式，完成相應(yīng)的調(diào)制映射，形成調(diào)制信息序列 ，對(duì) 進(jìn)行 IFFT，將數(shù)據(jù)的頻譜表達(dá)式變換到時(shí)域上，得到 OFDM 已調(diào)信號(hào)的時(shí)域抽樣序列，加上保護(hù)間隔（添加循環(huán)前綴），再進(jìn)行數(shù)字變頻，得到 OFDM 已調(diào)信號(hào)的頻帶時(shí)域波形。 緊密集成，可以直接訪(fǎng)問(wèn) MATLAB 大量的工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理 腳 本 的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。 Simulink 與 MATLABamp。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊 、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)， Simulink 提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。reg。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink 提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶(hù)接口 (GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶(hù)可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 Simulink 是 MATLAB 中的一種可視化仿真工具， 是一種基于 MATLAB 的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線(xiàn)性系統(tǒng)、非 線(xiàn)性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。 Simulink 具有適應(yīng)面廣、 結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn) Simulink 已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。 9 第 3 章 OFDM 系統(tǒng)的仿真 仿真軟件 Simulink 介紹 Simulink 是 MATLAB 最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。nmf n N t t m t??Δ Δ， Δ t 是數(shù)據(jù)序列 dn 任選的碼元寬度。 接收端完成與發(fā)射端相反的處理，可用均衡器校正信道的失真，均衡