OFDM答辩ppt.ppt

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1、一、课题背景电力线通信(Power Line Communication,PLC)指以电 力线为传输媒介进行数据传送和信息交换。由于电力线通信不需要重新布线，成本低廉等特点，在智能家庭网络和宽带接入等领域受到了极大的关注。电力线信道固有的噪声干扰、频率选择性衰减和多径传播特性大大影响了通信性能。正交频分复用(OFDM)具有频带利用率高、传输速度快、抗干扰能力强等优点，是目前具有频率选择性衰减特性通信环境中实现高速信号传输的主流技术。因此，对OFDM及其在电力线通信中的应用是一个很有价值的研究课题。 论文主要内容安排如下： (1) OFDM研究背景、目的及意义； (2) OFDM基本原理及关键技

2、术； (3) OFDM调制解调原理； (4) OFDM调制器的MATLAB实现； (5) 总结-30-20-100102030-0.500.51单 个 子 载 波 频 谱 示 意 图-30-20-100102030-0.500.51OFDM频 谱 示 意 图图2.1 OFDM信号频谱示意图二、OFDM技术基础 OFDM的思想是通过串并转换将高速串行数据分散到N个正交的子载波上进行传输，则各个子载波的符号速率减为串行数据符号速率的1/N，这样就把一个带宽频率选择信道划分成了N个窄带平坦衰落信道。OFDM系统调制解调原理框图基于G3-PLC协议的OFDM系统实现框图OFDM系统的关键技术 同步技术

3、 信道估计 降低评价功率比 均衡 编码信道和交织OFDM调制器技术OFDM 技术对信号进行 I/Q 调制, 在 IQ 两路调制时没有幅度上的失真, 所以极大的克服了模拟 I/Q调制的幅度和相位不平衡性, 克服了模拟混频电路非线性的影响。由于 FPGA的可编程性, 使用 FPGA 实现调制 /解调可以提高系统的可编程性。在 FPGA 中在使用平方根升余弦滤波器对基带信号滤波, 以消除符号间干扰, 滤波后的IQ两路信号通过乘法器与 NCO 中的正弦和余弦中频载波相乘完成 IQ 调制, 最后两路信号相加通过 DA 转换送入信道。接收时将信道来的通过 AD转换后的信号通过与 NCO 的两路正交载频相乘

4、分解出 IQ 两路信号送至 FPGA 进行 OFDM 调制在并串转换数据输出。一个OFDM符号之内包含多个经过相移键控（PSK）或者正交幅度调制（QAM）的子载波。如果用N表示子载波的个数，T表示OFDM符号的持续时间（周期）， di(i=0,1,2,N-1) 表示分配给每个子信道的数据符号， i表示第i个子载波的载波频率，矩形函数rect(t)=1,|t|T/2,则t=ty从开始的OFDM符号可以表示如下。TttttTtttttfjTttrectdtsssssNisisi0)(2exp)2/(Re)(10一旦将要传输的比特分配到各个子载波上，某一种调制模式则将它们映射为子载波的幅度和相位，通

5、常采用等效基带信道来表示OFDM的输出信号。TttttTtttttTijTttrectdtsssssNissi0)(/2exp)2/()(10其中s(t)的实部和虚部分别对应OFDM符号的同相(In-phase)和正交(Quadrature-phase)分量，在实部系统可以分别与相应子载波的余弦分量和正弦分量相乘，构成最终的子信道信号和合成的OFDM符号。下图展示了OFMD系统调制解调模型框图，其中=c+i/T。在接收端，将接收的同相和正交矢量映射回数据，完成子载波调制。对于均匀子载波间隔, 0,1,1,kfkkNf 采用 IFFT 和 FFT 的 OFDM 系统结构三、OFDM调制器的MAT

6、LAB仿真图3.2 OFDM调制器系统模型图3.1 G3-PLC协议的数据帧结构3.1 IFFT模块 在进行IFFT运算时，IFFT的输入为36个子载波，其中第一个子载波放置到第23号位置，最后一个子载波放置到第58号位置，其余位置补零。其中IFFT运算结果有用的数据只为实部。图3.3 IFFT模块结构图3.2 添加循环前缀 由于信道具有记忆性，导致结果输出不仅与当前输入块有关，还与上一个输入块有关，这样就引起了块间干扰(ISI)。 由于多径传播的影响，会造成子载波间的干扰(ICI)，即子载波的正交性遭到破坏。图3.4 添加循环前缀0100020003000400050006000700080

7、00-0.500.5Amplitude (volts)Time (samples)循 环 前 后 缀 不 叠 加 的 OFDM Time Signal010002000300040005000600070008000-0.500.5Amplitude (volts)Time (samples)循 环 前 后 缀 叠 加 的 OFDM Time Signal3.3 加窗模块 采用特定的窗函数，每个符号边界的8个采样点使用升余弦函数，其余采样点窗函数值设置为1。图3.5 升余弦窗函数 相邻符号间的头部8采样点和尾部8采样点进行覆盖叠加。示意图如下：图3.6符号的覆盖叠加加窗信号的波形图00.050

8、.10.150.20.250.30.350.40.450.5-40-30-20-1001020Magnitude (dB)Normalized Frequency (0.5 = fs/2)加 窗 的 发 送 信 号 频 谱3.4 前导模块 前导是由8个SYNCP符号和1.5个SYNCM符号连接后加窗后构成，其中每个SYNCP和SYNCM符号都包含了256点。图3.7 前导加窗示意图 SYNCP是由固定的36个初始相位为映射复数做IFFT后取实部的结果，SYNCM符号为SYNCP符号取反的结果。3.5 成帧模块图3.8一帧信号波形图02000400060008000100001200014000

9、1600018000-0.08-0.06-0.04-0.0200.020.040.060.08OFDM信 号00.20.40.60.811.21.41.61.82x 105-30-20-1001020304050频 率 (单 位 Hz)功率谱密度/dB信 号 的 功 率 谱图3.9一帧信号的功率谱示意图总结 OFDM是一种能够对抗由多径衰落信道造成的符号间干扰的有效技术，它可在频率选择性衰落信道中实现高速率的无线通信。第三代移动通信系统的标准己确定，第四代移动通信系统己处于研究和试验阶段。OFDM技术作为一种高效的调制技术，将成为第四代移动通信系统的关键技术之一。作为OFDM系统中关键技术之一

10、的信道估计，它的性能直接影响到未来移动通信的通信品质。开展这方面的研究具有很强的理论和现实意义。 进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，

11、于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温

12、馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅