OFDM信号调制解调_ofdm调制解调_OFDM信号调制解调_ofdm_OFDM解调_

%%% wh@cqu.edu.cn clear;clc;close all; %系统基本参数 N=64; %子载波数目 CP = 16; %循环前缀长度 M = 100; %实际使用子载波数目 Symbol_len = N+CP; %OFDM符号长度=子载波数目+循环前缀长度 %CP N CP N ... CP N CP N Symbol_nums = 100; %仿真的一帧OFDM符号个数 Frame_len=Symbol_nums*Symbol_len; %帧长度 mod_type =2; %一个qpsk符号2bit rand('state',sum(100*clock)); %产生一个随机数种子，供后面的randn函数调用。 SNRindB=0:2:16; %定义一个数组，分别是0 2 4...16，单位是dB，代表分别在这些信噪比下依次进行OFDM调制、解调仿真 for di = 1:length(SNRindB) %仿真数据,一帧有Symbol_nums个OFDM符号，一个符号实际使用M个载波，每个载波用QPSK调制传输2个bit %所以这里要产生Symbol_nums*M*2 bits 数据 Frame_bitlen = Symbol_nums*M*mod_type; Infobits=zeros(1,Frame_bitlen); %初始化一维数组，长度为Frame_bitlen Infobits=Inf_Bit_Get(Frame_bitlen); %随机产生一帧需要传输的bit数据，长度为Frame_bitlen %基带子载波上QPKS调制 inf_mod_temp = modulation(Infobits, mod_type); %把bit用QPSK调制，调制后inf_mod为QPSK星座映射后的复数数据 inf_mod = zeros(1,length(inf_mod_temp)); %%%%%%频域添加高斯噪声，等效于最后的时域信号去通过一个高斯信道 for kk=1:length(inf_mod_temp) %randn产生一个方差为1的标准高斯分布，我们这里乘以系数得到对应信噪比下的高斯噪声，这里由于我们QPSK调制后是符号，添加噪声的 %时候也是在I和Q两路同时添加 inf_mod(kk) = inf_mod_temp(kk);%+sgma*randn+j*sgma*randn; end; %%%%%% %基带OFDM多载波调制 nTemp = zeros(1,N); %一个符号的频域包含N载波，需要把待调制的数据添加到其中的低频M个子载波 nTemp_t = zeros(1,N); %一个符号的时域，其等效为一个符号频域做IFFT nTemp_t_cp = zeros(1,N+CP); %包含循环前缀的时域 info_t = zeros(1,Frame_len); %初始化一个数组，用来装一帧时域数据，长度为Frame_len for ii = 1:Symbol_nums %0子载波未用，并且频域高频子载波也没有用，总共512子载波，实际之用了300个，分布在0频左右各150个。 %放M/2个QPSK符号到频域1....M/2子载波上， nTemp(2:M/2+1)=inf_mod((ii-1)*M+1:(ii-1)*M+M/2); %放M/2个QPSK符号到频域-1....-M/2子载波上 nTemp(N-((M/2)-1):N) = inf_mod((ii-1)*M+1+M/2:(ii-1)*M+M); %调制得到一个符号的时域信号 nTemp_t = ifft(nTemp); %为了抗多径衰老，添加循环前缀 nTemp_t_cp = [nTemp_t(N+1-CP:N),nTemp_t]; %把第ii个符号的时域信号放到总的输出时域信号上 info_t((ii-1)*Symbol_len+1:(ii-1)*Symbol_len+Symbol_len)=nTemp_t_cp; end; %%%%%% len1 = length(info_t); rec_info_pro = zeros(1,len1); SNR=exp(SNRindB(di)*log(10)/10); %这个表达式把信噪比由对数比转换为功率比 Ec=1; %我们采用QPSK调制，并且每个QPSK符号功率归一化为1，因此QPSK符号能量为1 Eb=Ec/mod_type; %由于每个QPSK含I和Q两+路，每路包含1bit，那么bit能量为符号能量的一半 N0 = Eb/SNR ; %这里得到高斯噪声的单边功率谱密度 sgma = sqrt(N0/2); %高斯噪声服从高斯分布，通过N0来得到高斯分布的方差 %%%%% for iii = 1:len1 rec_info_pro(iii)=info_t(iii)+(sgma*randn+j*sgma*randn)/sqrt(N); end; %%%%% %%%%%% %基带OFDM多载波解调 recv_info_t = rec_info_pro; %接受的时域信号，这里我们假设完全同步，并且只是通过的高斯信道 recv_Infobits = zeros(1,Frame_bitlen); %定义一个数组用来存放QPSK解调后的bits recv_inf_mod = zeros(1,length(inf_mod)); %定义一个数组用来存放OFDM解调后的QPSK符号 %%%% recv_nTemp = zeros(1,N); %接收符号的频域包含N载波 recv_nTemp_t = zeros(1,N); %接收符号的时域 recv_nTemp_t_cp = zeros(1,N+CP); %包含循环前缀的时域 for ii = 1:Symbol_nums %得到解调后的第ii个符号的时域数据，含CP,长度为N+CP recv_nTemp_t_cp = recv_info_t((ii-1)*Symbol_len+1:(ii-1)*Symbol_len+Symbol_len); %得到解调后的第ii个符号的时域数据，去掉CP后，长度为N recv_nTemp_t = recv_nTemp_t_cp(CP+1:N+CP); %用fft来解调时域信号，得到频域子载波上的QPSK符号数据 recv_nTemp = fft(recv_nTemp_t); %由于我们只用了300个子载波，所以我们只取实际使用的300个子载波上的QPSK符号数据 recv_inf_mod((ii-1)*M+1:(ii-1)*M+M/2) = recv_nTemp(2:M/2+1); recv_inf_mod((ii-1)*M+1+M/2:(ii-1)*M+M) = recv_nTemp(N-((M/2)-1):N); end; %recv_Infobits = demodulation(recv_inf_mod,2); %QPSK解调最终得到数据bits recv_Infobits=demodulation(recv_inf_mod,mod_type); %%5%误码率测试模块，测试OFDM时域信号通过了高斯信道后解调得到的bits和发送的bits之间的误码率 ber(di)=0; ltemp = length(recv_Infobits); errtemp = 0; for ll=1:ltemp if (Infobits(ll)) ~= (recv_Infobits(ll)) errtemp=errtemp+1; end; end; ber(di)=errtemp/ltemp; end; figure; %产生新窗口图形 semilogy(SNRindB,ber,'*'); %画出仿真得到的OFDM＋QPSK在高斯信道下的解调误码率 %%%%下面部分是画出一个理论的QPSK解调误码率曲线。任何一本书都有关于QPSK在高斯信道下的解调误码率理论公式，请参考 SNRindB2=0:0.1:10; for i=1:length(SNRindB2) SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10); % theoretical error rate theo_err_prb(i)=qfunc(sqrt(2*SNR)); %%%杨鸿文版本P201，Q（x)=1/2erfc(x/sqrt(2)) end; hold semilogy(SNRindB2,theo_err_prb); %画出理论计算QPSK在高斯信道下的解调误码率 绘制半对数坐标图形，其y轴取以10为底的对数 grid on; %显示网格线 x轴为线性坐标 xlabel('Eb/N0 (dB)');ylabel('probability of bit error'); %最后通过比较，可以看到在高斯信道下，我们仿真得到的误码率和理论计算的误码率曲线是一致的，说明我们的仿真程序是正确的。 %另外这里强调下，在高斯信道下，OFDM和一般数字通信的误码率是一致的。OFDM最强大的是抗多径衰落，在多径和衰落信道下，其 %性能才能体现。 legend('OFDM+ QPSK Monte Carlo','QPSK theoretical'); %添加图例 %%%%%%%随着信噪比的增大，ofdm解调误码率以及qpsk解调误码率均下降 %%%%%%%误码率和信噪比的关系与调制方式，传输信道，编码方式都有关。 %%%%%%%调制方式BPSK 加性高斯白噪声信道AWGN 未编码 误码率为Pb=1/2erfc(sqrt(Eb/N0))=Q(sqrt(2r)) %%%%%%%调制方式QPSK 一样 一样 %%%%%%%误码率与BPSK一样，前提是QPSK与BPSK的输入二进制信息速率相同，二者的发送功率相同，加性噪声的单边功率谱密度N0 %%%%%%%相同的条件下，二者的平均误比特率是相同的。 %%%%%%%当MPSK及MQAM的频带利用率相同时，在M>4的情况下，MOAM的误比特率小于MPSK。 %%%%%%%在该程序上做一些改变，变成BPSK调制，得出的结论：与QPSK的误比特率是一样的 w=abs(); plot