OFDM调制解调实验.doc

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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流OFDM调制解调实验【精品文档】第 3 页 通信原理实验报告成 绩：课程名称：通信原理指导教师（签名）：实验项目名称：OFDM调制解调实验 实验时间：2016/3/31班级：电信132 姓名：殷凯 学号：13103020232 实 验 目 的: 1. 掌握利用Matlab进行仿真的方法；2. 掌握OFDM调制解调的基本原理。实 验 环 境: 电脑，Matlab软件。实 验 原 理：1.调制原理正交频分复用(OFDM)是多载波调制(MCM)技术的一种。MCM的基本思想是把数据流串并变换为N路速率较低的子数据流，用它们分别去调制N路子载波后再并行传输。因子数

2、据流的速率是原来的1/N，即符号周期扩大为原来的N倍，远大于信道的最大延迟扩展，这样MCM就把一个宽带频率选择性信道划分成N个窄带平坦衰落信道，从而“先天”具有很强的抗多径衰落和抗脉冲干扰的能力，特别适合于高速无线数据传输。OFDM是一种子载波相互混叠的MCM，因此它除了具有上述毗M的优势外，还具有更高的频谱利用率。OFDM选择时域相互正交的子载波，创门虽然在频域相互混叠，却仍能在接收端被分离出来。如图：2. OFDM信号的解调上述描述的OFDM系统的实现需要大量的正弦波发生器、滤波器、调制器和相干解调器，因此所需的设备比较复杂。we1nstein和Ebert提出了采用离散傅立叶变换(DFT)

3、来实现多载波调制。随着数字信号处理技术的发展，可以采用快速傅立叶变换(FFT)技术实现，大大降低了OFDM技术实现的复杂程度，使得OFDM技术越来越广泛的应用在各种移动通信系统中。 为了叙述的简洁，忽略矩形函数，并令的速率进行采样，可以得到：可以看到同样在接收端，为了恢复出原始的数据符根据上述分析可以看出，OFDM系统的调制和解调可以分别由IDFT/DPT来代替。通过N点IDFT运算，把频域数据符号变换为时域数据符号，经过射频载波调制之后，发送到无线信道中。其中每一个IDFT输出的数据符号都是由所有子载波信号经过叠加而生成的，即对连续的多个经过调制的子载波的叠加信号进行抽样得到的。 在OFDM

4、系统的实际应用中，可以采用更加方便快捷的快速傅立叶变换 (FFT/IFFT)。N点工DFT运算需要实施次的复数乘法(为了方便，只比较复数乘法的运算量)，而IFFT可以显著地降低运算的复杂度。对于常用的基2IFFT算法来说，其复数乘法的次数仅为，而且随着子载波个数N的增加，这种算法复杂度之间的差距也越明显。对于子载波数量非常大的OFDM系统来说，可以进一步采用基4IFFT算法来实施付立叶变换，其复数乘法或者相位旋转的数量仅为。在实际应用中，对一个OFDM符号进行N次采样，或者N点IFFT运算所得到的N个输出样值往往不能真正地反映连续OFDM符号的变化特性，其原因在于：由于没有使用过采样，当这些样

5、值点被送到数/模转换器(A/D)时，就有可能导致生成伪信号，这是系统中所不能允许的。这种伪信号的表现就是，当以低于信号中最高频率两倍的频率进行采样时，即当采样值被还原之后，信号中将不再含有原有信号中的高频成分，呈现出虚假的低频信号。因此针对这种伪信号现象，一般都需要对OFDM符号进行过采样，即在原有的采样点之间在添加一些采样点，构成PN(P为整数)个采样值。这种过采样的实施也可以通过利用IFFT/FFT的方法来实现，即在原始的N个输入值的后面添加(P-1)N个零。实 验 步 骤：实 验 内 容 及 结 果：1.仿真过程：根据OFDM系统框图，首先由信源产生随机0,1序列，然后经过QPSK调制后

6、进行串并转换，再对串并转换后的序列进行IFFT变换得到时域信号，添加循环前缀后通过瑞丽信道，对得到的信号在进行去循环前缀，FFT变换，QPSK解调，并串转换后得到接收的信息序列，再将其与发送序列比较后，的到最后的误码率。2.仿真条件：OFDM系统子载波数为64，发送的符号数为103个，循环前缀cp=16，信道为瑞丽信道，瑞利阶数为10，调制方式为QPSK。3.仿真结果：实 验 分 析：从OFDM系统的原理和仿真过程可以看出，OFDM系统频带利用率高，因为OFDM允许重叠的正交子载波作为子信道，而不是传统的利用保护频带分离子信道。同时高速数据流通过串并转换，能使得每个子载波上的信号时间比相应同速

7、率的单载波系统上的信号时间长，采用循环前缀的方法，有效减少了ISI。 但是OFDM系统对频偏和相位噪声敏感，因为OFDM区分各个子载波的方法是利用各个子载波之间的正交性，而频偏和相位噪声使正交性恶化，所以会产生ICI。OFDM技术可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。实 验 心 得：这次OFDM的调制解调仿真实验的原理不简单，但是通过一步步的学习和理解之后，我大致了解了OFDM调制解调的实验原理，也从实验结果中找到了这个方式的优缺点，同时这个实验也推进了对于信号调制与解调的方法选择与实际使用。另外，通过MATLAB软件的使用也让我对OFDM的调制解调仿真实验进一步加深了印象，这是我受益匪浅。