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OFDM系統(tǒng)的仿真與分析
Viking代理 2025-06-20

現(xiàn)代社會(huì)對(duì)通信的依賴(lài)性和要求越來(lái)越高,因此設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)更高效的通信系統(tǒng)已成為通信工程界的目標(biāo)。

歸根結(jié)底,通信系統(tǒng)的效率是頻譜利用率和功率利用率。

特別是在無(wú)線(xiàn)通信的情況下,這兩個(gè)指標(biāo)的利用率較高,尤其是頻譜利用率。

結(jié)果,已經(jīng)連續(xù)開(kāi)發(fā)了具有更高頻譜效率的各種通信技術(shù)。

OFDM(正交頻分多路復(fù)用)是一種特殊的多載波調(diào)制技術(shù),它利用載波之間的正交性。

該性能進(jìn)一步提高了頻譜利用率,并且可以抵抗窄帶干擾和多通衰落。

OFDM通過(guò)多個(gè)正交子載波并行傳輸串行數(shù)據(jù),可以增加符號(hào)的寬度,減少單個(gè)符號(hào)占用的頻帶,抵抗多徑引起的頻率選擇性衰落,有效克服符號(hào)間干擾,降低系統(tǒng)噪聲。

#39;對(duì)均衡技術(shù)的需求是支持未來(lái)移動(dòng)通信(尤其是移動(dòng)多媒體通信)的主要技術(shù)之一。

1 OFDM的基本原理完整的OFDM系統(tǒng)原理如圖1所示.OFDM的基本思想是在多個(gè)正交子載波上并行調(diào)制串行數(shù)據(jù),這可以降低每個(gè)子載波的符號(hào)率,增加OFDM的符號(hào)周期。

符號(hào),并提高系統(tǒng)的抗衰落和抗干擾能力。

同時(shí),由于每個(gè)子載波的正交性,頻譜的利用率大大提高,因此非常適合于高在移動(dòng)場(chǎng)合快速傳輸。

& nbsp;在發(fā)送端,對(duì)輸入的高位流進(jìn)行調(diào)制和映射以生成調(diào)制信號(hào),該信號(hào)經(jīng)過(guò)串行到并行轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換為N個(gè)并行低速子數(shù)據(jù)流,每個(gè)N個(gè)并行數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)OFDM符號(hào)。

在插入導(dǎo)頻信號(hào)之后,通過(guò)快速傅里葉逆變換(IFFT)來(lái)調(diào)制每個(gè)OFDM符號(hào)的N個(gè)數(shù)據(jù),以變?yōu)闀r(shí)域信號(hào):其中:m是頻域中的離散點(diǎn); n是時(shí)域中的離散點(diǎn); N是載波數(shù)。

為了有效地在接收端抑制符號(hào)間干擾(ISI),通常在每個(gè)時(shí)域OFDM符號(hào)之前添加保護(hù)間隔(GI)。

加上保護(hù)間隔后的信號(hào)可以表示為公式(2),最后經(jīng)過(guò)并行/串行轉(zhuǎn)換和D / A轉(zhuǎn)換后,信號(hào)由發(fā)射天線(xiàn)發(fā)送出去。

& nbsp;接收端處理接收到的信號(hào)以完成定時(shí)同步和載波同步。

經(jīng)過(guò)A / D轉(zhuǎn)換后,串行-并行轉(zhuǎn)換后的信號(hào)可以表示為:yGI(n)= xGI(n)* h(n)+ z(n)+ w(n)(3)然后,在去除CP后同時(shí)進(jìn)行FFT解調(diào)和信道估計(jì)(根據(jù)插入的導(dǎo)頻信號(hào)),然后將信道估計(jì)值和FFT解調(diào)值發(fā)送到檢測(cè)器進(jìn)行相干檢測(cè),并檢測(cè)每個(gè)子載波上的信息符號(hào),最后通過(guò)逆映射和通道解碼可恢復(fù)原始位流。

在去除循環(huán)前綴(CP)之后,通過(guò)FFT變換的信號(hào)可以表示為:其中:H(m)是通道h(n)的傅立葉變換; Z(m)是符號(hào)間干擾和載波間干擾z(n)傅立葉變換; W(m)是加性高斯白噪聲w(n)的傅立葉變換。

2 OFDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模型-使用離散傅立葉逆變換(IDFT)或快速傅立葉逆變換(IFFT)來(lái)實(shí)現(xiàn)OFDM系統(tǒng),如圖2所示。

從OFDM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模型可以看出,對(duì)已調(diào)制的輸入復(fù)信號(hào)進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換,然后執(zhí)行IDFT或IFFT和并行/串行轉(zhuǎn)換,然后插入保護(hù)間隔,然后進(jìn)行數(shù)字化。

進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換以形成OFDM調(diào)制信號(hào)s(t)。

信號(hào)通過(guò)信道后,接收到的信號(hào)r(t)進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換,刪除保護(hù)間隔以恢復(fù)子載波之間的正交性,并且在進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換和DFT或FFT之后,恢復(fù)OFDM。

在對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行并行/串行轉(zhuǎn)換后,將恢復(fù)輸入符號(hào)。