文档介绍：南昌大学实验报告学生姓名: 学号: 专业班级: 实验类型: □验证□综合■设计□创新实验日期: 实验成绩: 实验四 OFDM 系统仿真一、实验目的 1、了解 OFDM 技术的原理与特点; 2、掌握基于 Matlab 的 OFDM 仿真及性能分析; 二、实验原理 1、 OFDM 调制基本原理正交频分复用(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。 2、 OFDM 系统的实现模型利用离散反傅里叶变换( IDFT) 或快速反傅里叶变换( IFFT) 实现的 OFD M 系统如图 1所示。输入已经过调制(符号匹配)的复信号经过串 P并变换后,进行 IDFT 或 IFFT 和并/串变换,然后插入保护间隔,再经过数/模变换后形成 OFD M调制后的信号 s(t)。该信号经过信道后,接收到的信号 r(t)经过模 P数变换,去掉保护间隔以恢复子载波之间的正交性,再经过串/并变换和 DFT 或 FFT 后,恢复出 OFDM 的调制信号,再经过并 P串变换后还原出输入的符号。图1 OFDM 系统的实现框图从 OFDM 系统的基本结构可看出, 一对离散傅里叶变换是它的核心,它使各子载波相互正交。设 OFDM 信号发射周期为[0,T] , 在这个周期内并行传输的N 个符号为 00 10 10 ( ,..., ) N C C C ?, , 其中 niC 为一般复数, 并对应调制星座图中的某一矢量。比如 00 (0) (0), (0) (0) C a j b a b ? ??和分别为所要传输的并行信号,若将其合为一个复数信号, 很多个这样的复数信号采用快速傅里叶变换, 同时也实现对正交载波的调制, 这就大大加快了信号的处理调制速度( 在接收端解调也同样)。由于实际发送的是复数的实部,因此在 IFFT 的算法中会将处理后的信号都映射为实数,然后经过射频调制发出。 3、 OFDM 系统的保护间隔( GI) 和循环前缀(CP) 1 、保护间隔为了保持子载波之间的正交性, 在发送之前就要在每个 OFDM 符号之间插入保护间隔, 该保护间隔的长度 TG 一般要大于无线信道的最大时延扩展, 才会使一个符号的多径分量不会对下一个符号造成干扰, 从而有效消除码间干扰( ISI) 。如果在这段保护间隔内, 不插入任何信号, 仅把它作为一段空闲的传输时段, 那么由于多径传播的影响, 就会产生子信道间的干扰( ICI) , 这样还是会破坏子载波之间的正交性,使得各子载波之间产生干扰。 2 、循环前缀为了消除多径传播造成的 ICI , 一种有效的方法是将原来宽度为 T的 OFDM 符号进行周期扩展, 用扩展信号