基于simulink的cofdm系統(tǒng)仿真及編碼調(diào)制分析課程設(shè)計(jì)-閱讀頁
2024-09-14 14:21本頁面
【正文】 Window type: Hann FFT length: 1024 Number of spectral averages: 16 Frequency range: [ Fs / 2 … Fs / 2] Samples per symbol: 1 Point displayed: 100 New point per display: 50 廣西大學(xué)課程設(shè)計(jì) —— 基于 simulink 的 COFDM 系統(tǒng)仿真 13 4 COFDM 系統(tǒng)仿真結(jié)果 整個系統(tǒng)的流程為：產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)據(jù) → 經(jīng)過 RS 編碼 →調(diào)制 → COFDM 系統(tǒng)基帶信號調(diào)制并加入循環(huán)前綴 → 插入保護(hù)間隔 → 并 / 串變換 → 多徑瑞利衰落信道 → 高斯信道 → 串 / 并變換 → 刪除保護(hù)間隔 → COFDM 系統(tǒng)基帶信號解調(diào)并刪除循環(huán)前綴 → 進(jìn)行信道估計(jì) → 進(jìn)行 信道補(bǔ)償 → 0 刪除 →解調(diào)→ RS 譯碼 →誤碼率計(jì)算 在本課程設(shè)計(jì)中， 通過仿真論證了 COFDM 系統(tǒng)抗多徑干擾的性能 ， 我主要分析添加 RS 編碼和調(diào)制對系統(tǒng)性能的影響。我們將此結(jié)論與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)仿真觀察到廣西大學(xué)課程設(shè)計(jì) —— 基于 simulink 的 COFDM 系統(tǒng)仿真 15 的現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn) 這與所得歸一化功率密度譜圖吻合 。 將誤碼率分析模塊放大后的圖如下 （多普勒頻偏為 200Hz） ： 當(dāng)我們將瑞利信道的多普勒頻偏設(shè)置為 100Hz時，編碼后與未經(jīng)編碼后的誤碼率如下圖所示： 廣西大學(xué)課程設(shè)計(jì) —— 基于 simulink 的 COFDM 系統(tǒng)仿真 16 從圖中我們可以看到，當(dāng)瑞利信道多普勒頻移為 100Hz時，整個 COFDM系統(tǒng)的誤碼率比多普勒頻移為 200Hz時的要小。 在采用 4QAM的的 COFDM仿真系統(tǒng)中，設(shè)置瑞利信道的多普勒頻偏為200Hz，設(shè)置仿真時間為 1秒，采用 RS編碼后收到 108個錯誤碼元，誤碼率為為，不經(jīng)過編碼則有 671個錯誤碼元，誤碼率為 ，經(jīng)過比較可知，編碼后的誤碼率僅為未經(jīng)編碼的誤碼率的 。 經(jīng)過 RS編碼的系統(tǒng)誤碼率情況 100Hz 200Hz 500Hz 錯誤碼元個數(shù) 23 108 1503 SNR（誤碼率） 未經(jīng)過 RS編碼的系統(tǒng)誤碼率情況 100Hz 200Hz 500Hz 錯誤碼元個數(shù) 313 671 2988 SNR（誤碼率） 廣西大學(xué)課程設(shè)計(jì) —— 基于 simulink 的 COFDM 系統(tǒng)仿真 17 由以上分析可知，加入 RS編碼對系統(tǒng)的抗誤 碼性能有著極大地改善，同時，當(dāng)瑞利信道多普勒頻偏較大時，系統(tǒng)的誤碼性比較高，使用 RS編碼并不能很好的改善系統(tǒng)的抗誤碼性能。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)。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。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。 QAM 是適用于 COFDM 系統(tǒng)中的一種調(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。這樣與幅度調(diào)制（ AM）相比，其頻譜利用率將提高 1倍。樣點(diǎn)數(shù)目越多，其傳輸效率越高 。 下面分析各種調(diào)制方式的模型及仿真數(shù)據(jù) 廣西大學(xué)課程設(shè)計(jì) —— 基于 simulink 的 COFDM 系統(tǒng)仿真 21 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 廣西大學(xué)課程設(shè)計(jì) —— 基于 simulink 的 COFDM 系統(tǒng)仿真 22 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 廣西大學(xué)課程設(shè)計(jì) —— 基于 simulink 的 COFDM 系統(tǒng)仿真 23 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) 4QAM 16QAM 64QAM 錯誤碼元個數(shù) 228 745 1503 SNR（誤碼率） 廣西大學(xué)課程設(shè)計(jì) —— 基于 simulink 的 COFDM 系統(tǒng)仿真 24 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(yàn)證了通信系統(tǒng)的有效 性與可靠性不可兼得的定理。在實(shí)際應(yīng)用中，我們應(yīng)考慮各方面因素選擇調(diào)制方式。花時間最多的上網(wǎng)查找可用的資料，并對資料的內(nèi)容進(jìn)行消化吸收。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。當(dāng)然，任何事物都具有兩面性，有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。 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(fèi)。
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