基于Matlab 2016的OFDM调制与解调的仿真报告.docx

基于Matlab 2016的OFDM调制与解调的仿真报告学院专业名称姓名学号FDM频分多路复用指的是用不同频率传输多路信号，以实现多路通信。复用路数的多少主要取决于允许带宽和费用。频分复用的主要优点是复用路数多、分路方便，因此是目前模拟通信中最主要的一种复用方式，特别是在有线和微波通信系统中获得广泛应用，缺点是设备庞大、复杂。频分复用使用于两大城市间的固定通信。频分复用的另一个缺点是不可避免出现路间干扰，主要原因是系统中存在非线性。例如，多路信号通过公用的放大器时由于非线性失真会引起各路信号频谱交叉重叠，这样就带来路间干扰，在传输话音信号时产生可懂串话。另外频分复用还可以节省功率。实验表明，N路话音信号进行复用时，所需功率不是单个消息所需功率的N倍，而是N开方倍，这时只有1%的时间过载。OFDM即正交频分复用技术，实际上 OFDM是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。OFDM中的正交正交的定义如下：设有函数f1(t)和f2(t)，则在整个区间对 f1(t)*f2(t)的积的积分的值=0的情况下，认为函数f1(t)和f2(t)正交。从物理意义上，当然可以理解为二者没有相交，但是很多情况下很难在物理意义上进行理解，所以只要满足上述数学条件就是正交的。至于在频率域或者时间域则没有限制。OFDM产生正交的子载波，产生是用IFFT，IFFT处理其实是完成多载波调制的一个过程，只是从数学角度讲，相当于对其进行了一次IFFT运算，经其调制后，每个子载波在一个OFDM符号周期内都包含整数倍个周期，而且各个相邻子载波之间相差一个周期，其信号频谱实际上是满足乃奎斯特准则的，时域相互正交，频率域相互重叠，即多个子载波之间不存在互相干扰。每个子载波在一个OFDM符号周期内都包含整数倍个周期，而且各个相邻的子载波之间相差1个周期。这一特性可以用来解释子载波之间的正交性，即调制解调基本原理正交频分复用(OFDM)是多载波调制(MCM)技术的一种。MCM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。因子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，这样MCM就把一个宽带频率选择性信道划分成N个窄带平坦衰落信道，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。OFDM是一种子载波相互混叠的MCM，因此它除了具有上述的优势外，还具有更高的频谱利用率。OFDM选择时域相互正交的子载波，虽然在频域相互混叠，却仍能在接收端被分离出来。上述描述的OFDM系统的实现需要大量的正弦波发生器、滤波器、调制器和相干解调器，因此所需的设备比较复杂。we1nstein和Ebert提出了采用离散傅立叶变换(DFT)来实现多载波调制。随着数字信号处理技术的发展，可以采用快速傅立叶变换(FFT)技术实现，大大降低了OFDM技术实现的复杂程度，使得OFDM技术越来越广泛的应用在各种移动通信系统中。关键技术DFT/IDFTDFT定义：设是连续函数的N个抽样值，这N个点的宽度为N的DFT为：IDFT定义：设是连续频率函数的个抽样值，这N个点的宽度为N的IDFT为：称为N点DFT的变换核函数，称为N点IDFT的变换核函数。它们互为共轭。同样的信号，宽度不同的DFT会有不同的结果。DFT正逆变换的对应关系是唯一的，或者说它们是互逆的。实际运用中，常采用IFFT/FFT代替IDFT/DFT进行调制，可以显著降低运算复杂度。FFT/IFFTFFT是一种DFT的高效算法，称为快速傅立叶变换（fast Fourier transform）。FFT算法可分为按时间抽取算法和按频率抽取算法，先简要介绍FFT的基本原理设x(n)为N项的复数序列，由DFT变换，任一X（m）的计算都需要N次复数乘法和N-1次复数加法，而一次复数乘法等于四次实数乘法和两次实数加法，一次复数加法等于两次实数加法，即使把一次复数乘法和一次复数加法定义成一次“运算”（四次实数乘法和四次实数加法），那么求出N项复数序列的X（m）,即N点DFT变换大约就需要N^2次运算。当N=1024点甚至更多的时候，需要N2=1048576次运算，在FFT中，利用的周期性和对称性，把一个N项序列（设N=2k,k为正整数），分为两个N/2项的子序列，每个N/2点DFT变换需要（N/2）2次运算，再用N