PDF《基于 MATLAB的OFDM 系统仿 真》

第17卷第

2 期2008年6月临沧师范高等专科 学校学报 J o u r n a l o f Li n e a n g Te a c h e r s '

Co U e g e 基于 MAT L AB的OFDM系统仿真 任朴生 '

,陈跃斌 (

1 .

临沧师范高等专科学校数理系 ,云南 临沧

6 7

7 0

0 0;

2 . 云南民族大学物理与电子信息工程学院 ,云南 昆明

6 5

0 0

3 1 ) V0

1 .

1 7 No .

2 J u n.

2 0

0 8 摘要:正交频分复用调制技术( OF D M Or t h o g o n a l F r e q u e n c y D i v i s i o n Mu l t i p l e x i n g ) 是 由多载波调 制( MC M) 发展 而来 .文章 讨论了 O F DM 的基本原理 、建立了正交频分复 用系统的数学仿 真模型 ,用MATL AB语言 实现 了整 个系 统的计算机仿真并给出了参考设计程序 .最后分析了不 同的信道条件 和调制体制下 ,系统的误码率特性. 关键词 :正交频分复用 :多载波调制 ;

快速傅立 叶变换 : MA TL AB仿真 正交频分复用( O F D M O r t h o g o n a l F r e q u e n c y D i v i i o n Mu l t i p l e x i n g ) 是 由多载波调制( MC M) 发展而 来.早在2O世纪 的五 六十年代就 由美国军方创建 了世 界上第 一个MC M 系统 .在1970年衍生 出了采 用大规模子载 波 和频率重叠技术的 O F D M 系统 .近年 来 ,随着 D S P 芯片技 术的发展 ,傅 立叶变换/ 反变 换 、高速 Mo d e m 采 用的

6 4 /

1 2

8 /

2 5

6 QAM 技术 、栅格编码技术 、软 判决 技术 、信道 自适应技 术 、插入 保护时段 、减少均衡 计 算量等成熟技术 的逐步 引入 , O F DM 作为一种 可以有 效对抗信号 波形 间干 扰的高速 传输技术 ,引起 了广 泛 关注.下文对 它进行简要论 述.

一、OFDM基本原理及数学模型 正交频 分复 用( O F DM) 是 多载波( MC M) 技术的一 种.MC M 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 .因此数据 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Sma x,这样 MC M 就把一个宽带频率选择性信道划 分成 了 N个窄 带平坦衰 落信道( 均衡简 单) ,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 . O F D M 是一种子载波相 互混 叠的 MC M ,因此它 除了具有 上述 MC M 的优 势外,还具有更高 的频谱利用率 . O F D M 选择 时域相互 正交 的子 载波 ,它 们虽然在 频域相互 混叠 ,却仍能 在 接收端被分离 出来 . O F D M 系统框 图1如下 图1OF D M 系统框 图一个OF DM 符号 内包 含多个经 过相移键控( P S K) 或者 正交 幅度调 制( QAM) 的子载波 . OF D M 符号可以 表示为 碡一'

一2>

唧 q - '

'

'

(

1 ) 表不力

0 l , 式中N――子载波的个数 ;

T―― O F D M 符号 的持续时 间( 周期) ;

d ―― 分配给每个信道的数据 符号 ;

. , f ――第i个子载波的载波频率 ;

c ￡ ) ― ―矩 形函 数, r e c }

0 ) :

1 ,

1 ~

1 _ <

7 /

2 . = O , t <

, 或>

+.式中――每个子载 波在一个 O F DM 符号周期内 都 包含 整数倍个 周期 = + i / T , 而且各个 相邻 的子 载 波之间相差一个周期 ,其 正交性证 明如下 : 一-tt2)(f一+中的第j个子载波进行解调 ,然后在时间长度 T 内进行积分 ,即-,Sexp[-./2Jr甾expI-j2~,-L)= I ~ V -