OFDM系统原理及其实现

通信系统综合设计

报告

题目：OFDM系统原理及其实现

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目录

第一章 ................................................... 错误!未定义书签。

要求 ................................................. 错误!未定义书签。 系统基本原理及基本模块 ............................... 错误!未定义书签。

设计思路 ......................................... 错误!未定义书签。 系统基本模块 ..................................... 错误!未定义书签。

第二章 ................................................... 错误!未定义书签。

编程思路及框架 ....................................... 错误!未定义书签。

信道编码映射 ..................................... 错误!未定义书签。 串并/并串变换 .................................... 错误!未定义书签。 调制解调 ......................................... 错误!未定义书签。 添加/取出循环前缀 ................................ 错误!未定义书签。

第三章 ................................................... 错误!未定义书签。

实验结果 ............................................ 错误!未定义书签。

码率计算： ....................................... 错误!未定义书签。 试验结果 ......................................... 错误!未定义书签。

总结 ..................................................... 错误!未定义书签。 附录 ..................................................... 错误!未定义书签。

第一章

要求

仿真实现OFDM调制解调，在发射端，经串/并变换和IFFT变换，加上保护间隔（又称“循环前缀”），形成数字信号，通过信道到达接收端，结束端实现反变换，进行误码分析。

系统基本原理及基本模块

设计思路

OFDM的基本原理就是把高速的数据流通过串并变换，分配到传输速率相对较低的若干个子信道中进行传输。由于每个子信道中的符号周期会相对增加，因此可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响。并且还可以在OFDM符号之间插入保护间隔，令保护间隔大于无线信道的最大时延扩展，这样就可以最大限度地消除由于多径而带来的符号间干扰(ISI)。而且，一般都采用循环前缀作为保护间隔，从而可以避免由多径带来的子载波间干扰((ICI) 。

调制原理：

设OFDM系统中有N个子信道，第K个子信道采用的子载波为：

OFDM信号 N路子信号之和

一个码元时间 内任意两个子载波正交条件：

子载频条件：

子载频最小间隔：

解调原理：

根据子载波正交性质：

信号 系统基本模块

此OFMD包含4个模块，编码映射、串并/并串变换、OFDM调制/解调、添加/取出循环前缀等。

第二章

编程思路及框架

OFDM实现框架如下

信道编码映射

当调制好的信号在信道里进行传输的时候，必然要受到信道的影响，导致在接收端信号解调出现错误，使系统的误码率大大增加。因而，为减少差错，提高通信系统抗干扰能力和可靠性，在一个实用的通信系统中，采用信道编码这一有效措施。方法是在发送端的信号中加入一定的冗余度，而在接收端这些冗余度可以用来检测并且纠正信号通过信道后产生的错误。当然，冗余度的加入降低了系统的工作效率，但是和系统误码率的降低（即信号更加正确地传送）相比，这些代价是可以接受的。

串并/并串变换

设OFDM系统的输入信号为串行二进制码元，其码元序列时间为T，先将此输入码元序列分为帧，每帧中有F个码元，即有F比特。然后将此F比特分成N组，每组中的比特数可以不同。如下图所示。

调制解调 调制

离散傅里叶变换

离散傅里叶逆变换 ；

子载波信号

OFDM信号

复数形式

解调

解调即为其逆过程，用傅里叶变换完成

添加/取出循环前缀