OFDM.rar_ofdm_ofdmmodulation_ofdm调制解调资源-CSDN文库

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5星 · 超过95%的资源 169 浏览量 2022-09-15 01:52:14 上传评论收藏 29KB RAR 举报

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）是一种高效的数字调制技术，广泛应用于现代通信系统，如Wi-Fi、LTE和5G等。它将高速数据流分割成多个较低速率的数据流，并在多个正交子载波上进行传输，通过这种方式，OFDM能够有效地对抗多径衰落和频率选择性衰落，提高信号的传输质量。在OFDM系统中，调制和解调是两个关键过程： 1. **OFDM调制**： - **子载波分配**：OFDM信号由多个正交子载波组成，每个子载波可以视为一个独立的传输通道。这些子载波通常是等间隔排列的，通过快速傅里叶变换(FFT)来生成。 - **符号映射**：数据被分配到每个子载波上，常见的调制方式有BPSK、QPSK、16QAM和64QAM等，它们决定了每个子载波上的幅度和相位。 - **加入循环前缀**：为了处理多径传播造成的时延扩展，OFDM信号在发送前会添加循环前缀，防止符号间的干扰。 - **IFFT运算**：调制后的数据通过逆快速傅里叶变换(IFFT)转换为时域信号，这个步骤使得信号可以在频域上变为多个窄带信号。 2. **OFDM解调**： - **接收端同步**：接收端首先需要对OFDM信号进行同步，包括时间同步和频率同步，确保正确地捕获信号并消除由于信道引起的失步。 - **去除循环前缀**：接收的信号先移除循环前缀，还原原始OFDM符号。 - **FFT运算**：经过同步后，信号通过快速傅里叶变换(FFT)回到频域，每个子载波的幅度和相位可以被解析出来。 - **符号检测与解码**：根据解析出的子载波信息，使用适当的解调算法（对应于调制方式），恢复出原始数据，然后进行错误检测和纠错编码。 3. **信道估计与均衡**： - 在OFDM系统中，信道状态信息（CSI）的获取至关重要。通常，系统会预留一些子载波用于信道估计，通过对这些已知信号的测量，计算出信道的响应。 - 一旦得到信道估计，就可以应用均衡技术，如最小均方误差（MMSE）均衡器或决策反馈均衡器（DFE），以抵消信道对信号的影响。 4. **多径效应与频率选择性衰落**： - OFDM的主要优势之一就是对多径效应的抵抗能力。由于每个子载波的带宽较窄，多径衰落的影响相对较小，而且可以通过循环前缀和均衡技术进一步缓解。 - 频率选择性衰落会导致不同子载波的衰减不同，但OFDM通过在所有子载波上传输信息来平均这种衰落。 5. **其他关键技术**： - 功率分配：优化子载波的功率分配可以提高系统性能，例如，将更多功率分配给信道条件较差的子载波。 - 射频处理：包括滤波、放大和混频等，确保OFDM信号在物理层的正确传输。 - 多用户调度：在多用户环境中，有效的资源分配策略可以提高系统效率。 OFDM调制解调涉及到复杂的信号处理技术，包括调制、解调、信道估计、均衡以及功率控制等，这些技术共同确保了OFDM在现代无线通信系统中的高效和稳定运行。

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clc clear all nDSC = 256; % Number of data sub-carriers nCP = 16; % Number of sub-carriers in cyclic nFFT = 256; nTot = nFFT+nCP; EbN0dB = 0:2:10; EsN0dB = EbN0dB + 10*log10(nDSC/nFFT) + 10*log10(nFFT/nTot); CFO = 0:0.05:0.2; BER = zeros(1,length(EbN0dB)); MC =5000; for ii = 1:length(CFO) for n = 1:length(EbN0dB) snr = EbN0dB(n); berrors = 0;tic; for mc = 1:MC x = rand(1,nDSC)>0.5; xt = 2*x -1; xt = (nFFT/sqrt(nDSC))*ifft(fftshift(xt),nFFT); xtt = [xt(end-nCP+1:end) xt]; % Gaussian noise of unit variance, 0 mean nt = 1/sqrt(2)*(randn(1,nTot) + 1i*randn(1,nTot)); yr = sqrt(nTot/nFFT)*xtt + 10^(-EsN0dB(n)/20)*nt; % applying IFFT/FFT yr =(exp(1i*2*pi*CFO(ii)*(0:length(yr)-1)/nFFT)).*yr; % Receiver processing yr = yr(nCP+1:end); yr = (nDSC/sqrt(nFFT))*fftshift(fft(yr,nFFT)); yr = yr > 0; %调制解调 berrors = berrors + length(find((yr-x)~=0)); end toc; BER(ii,n) = berrors/(nFFT*MC); end end semilogy(EbN0dB,BER,'-.*','LineWidth',2); hold on; grid on; title('OFDM同步信道性能仿真'); % theoratical calculations dataenc = 'nondiff'; EbNo = EbN0dB; M = 2; ThBer = berawgn(EbNo,'psk',M,dataenc); semilogy(EbNo, ThBer,'-*r','LineWidth',2); xlabel('Eb/N0');ylabel('BER');

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