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通信原理实验报告 课程名称：《通信原理》
实验项目名称：OFDM调制解调实验 实验时间：2016/3/31 指导教师（签名）： 班级：电信132 姓名：殷凯 学号：13103020232 实 验 目 的:
1. 掌握利用Matlab进行仿真的方法； 2. 掌握OFDM调制解调的基本原理。 实 验 环 境:
电脑，Matlab软件。 实 验 原 理：
1.调制原理
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毗M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，创门虽然在频域相互混叠，却仍能在接收端被分离出来。
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22 如图：
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2. OFDM信号的解调
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。
t?0,对信号s?t?以Ts?T/N 为了叙述的简洁，忽略矩形函数，并令s的速率进行采样，即令t?nT/N(n?0,1,...,N?1)可以得到：
sn?s?nT/N???dkexp?j2?nk/N? 0?n?N?1k?0N?133
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s等效为dk进行IDFT运算。可以看到n同样在接收端，为了恢复出原始的数据符dk,可以对sn进行DFT变换，得到:
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dk??snexp(?j2?nk/N) 0?k?N?1n?0N?1
根据上述分析可以看出，OFDM系统的调制和解调可以分别由IDFT/DPT来代替。
sd通过N点IDFT运算，把频域数据符号k变换为时域数据符号n，经过 射频载波调制之后，发送到无线信道中。其中每一个IDFT输出的数据符号
sn都
是由所有子载波信号经过叠加而生成的，即对连续的多个经过调制的子载波的叠 加信号进行抽样得到的。
在OFDM系统的实际应用中，可以采用更加方便快捷的快速傅立叶变换 (FFT/IFFT)。N点工DFT运算需要实施N次的复数乘法(为了方便，只比较复 数乘法的运算量)，而IFFT可以显著地降低运算的复杂度。对于常用的基2IFFT
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N/2?1og2N算法来说，其复数乘法的次数仅为?，而且随着子载波个数N的增加，这种算法复杂度之间的差距也越明显。对于子载波数量非常大的OFDM系统来说，可以进一步采用基4IFFT算法来实施付立叶变换，其复数乘法或者相位旋转的数量仅3/8?N(10g2N-2)为?。 在实际应用中，对一个OFDM符号进行N次采样，或者N点IFFT运算所得到的N个输出样值往往不能真正地反映连续OFDM符号的变化特性，其原因在于：由于没有使用过采样，当这些样值点被送到数/模转换器(A/D)时，就有可能导致生成伪信号，这是系统中所不能允许的。这种伪信号的表现就是，当以低于信号中最高频率两倍的频率进行采样时，即当采样值被还原之后，信号中将不再含有原有信号中的高频成分，呈现出虚假的低频信号。因此针对这种伪信号现象，一般都需要对OFDM符号进行过采样，即在原有的采样点之间在添加一些采样点，构成PN(P为整数)个采样值。这种过采样的实施也可以通过利用IFFT/FFT的方法来实现，即在原始的N个输入值的后面添加(P-1)N个零。
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60 实 验 步 骤：
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实 验 内 容 及 结 果：
1.仿真过程：根据OFDM系统框图，首先由信源产生随机0,1序列，然后经过QPSK调制后进行串并转换，再对串并转换后的序列进行IFFT变换得到时域信号，添加循环前缀后通过瑞丽信道，对得到的信号在进行去循环前缀，FFT变换，QPSK解调，并串转换后得到接收的信息序列，再将其与发送序列比较后，的到最后的误码率。 2.仿真条件：OFDM系统子载波数为64，发送的符号数为10^3个，循环前缀cp=16，信道为瑞丽信道，瑞利阶数为10，调制方式为QPSK。 3.仿真结果：
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