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基于 MATLAB 的 OFDM系统关键技术的研究与仿真
蔡国永贾丽
（桂林电子科技大学，广西桂林541004）
摘要：无线通信领域从模拟时代转换到数宇时代，从FDMA发展到CDMA。网络通信中关键技术有：TDMA、OFDM、CDMA等，这些技术促进着无线通信科技的不断进步，其中影响较深远的技术就是OFDM，主要思想是采用频谱重叠但相互不影响的多个子频带来实现频分复用的数据传输。OFDM技术已经渗透到人类生活中的各个领域，并起到了一个举足轻重的地位。
关键调：正交频分复用；星座图；误码率 1OFDM基本原理
OFDM技术由MCM（Multi-CarrierModulation，多载波调制）进一步的改进而产生的技术称之为正交频分复用技术。主要内容是：经过系统的调制，把信道划分为多个正交的子信道，把信道中传输
的数据信号，分解为低速的子数据流进行传输。在接收端可以利用相关的技术，把传输过来的正交子信号分高开来，可很有效的降低子信道与子信道相互间的干扰。在每一个子信道上传输的正交子信号，都可以认为各个子信号经历着平坦性的衰落过程，从而能够很有效的解决信号间的码间申扰情况。
2OFDM系统的关键技术
星座映射：由于OFDM系统是依托利用载波额率正交性的技术，会采用相移键控（PSK）、正交幅度调制(QAM)等调制方式，而频移键控(FSK)是不适合的。OFDM信号一般采用较高的星座映射调制方式将输人的数据流，以速率R利用星座映射模块，然后进行全部的基带调制。MQAM(矩形星座)，主要是以M为进制数，通过对M 进制脉冲幅度调制的二维推广，主要思路是把M个有限数据进行映射，映射到二维复平面信号空间，形成M个对应的点上。本文中所采用的星座映射方案为16QAM调制。
循环前缓(CP)：是一个数据符号后面的一段数据，复制到该符号的前面而形成的循环结构，可保证有时延的OFDM信号在FFT积分周期内总是具有整倍数周期。实际当中，在OFDM系统将信号送人信道之前，就需要加入循环前缓；到达接收端后，需要先将接收到的符号进行相应的处理，主要是去掉开始的宽度为Tg的部分，然后将剩余的部分进行傅里叶变换，进行解调操作。CP主要的作用就是消除码间干扰。
3OFDM系统仿真结果的比较分析 3.1星座图对比
对比图1和图2可知，接收信号的星座图相对发散，经过信道的信号点位置发生了很多的变化，它们分别分布在传输信号通过 16QAM调制映射的星座点的周围，相对接近原来信号的星座点位置。证明信号在信道内进行传输时，因多径瑞利衰落信道和嘉兴高斯白噪声信道后，受到了一定的干扰，这也证明基于MATLAB的 OFDM系统仿真信号在信道内的传输，是基本符合实际系统中信号传输情况的。
3.2OFDM信号循环前后缓叠加情况的波形图
图3和图4是未加入与加人循环前级（加在赖前)的信号波形的对比图。可以看出，循环前缓是把顿的后部分复制到顿前。循环前缓的好处是可以消除码间干扰。码间干扰仅仅会干扰当前信息码的循环前级，因此，使用适当大小的循环前缓就能够使OFDM技术消除码间干扰。
3.3输出待调制和接收解调后的二进制比特流
在16QAM解调之后输出随机产生的待调制二进制序列与经过 OFDM信道传输后解调出的二进制序列的对比，可以看出两个二进制比特流图相差甚微，证明信号在经过OFDM信道传输的过程中经历的干扰或信息失真比例较小。
416PSK与16QAM系统抗噪声性能的仿真与分析
發發
图1信号传输前调制映射的星座图图2信道传输后的信号星座图
图3循环前后缓不叠加
10 10
0 0 10
6PSK5误
SNR in dB
图4循环前后缀叠加
图516PSK系统与16QAM系统的误比特率对比图
系统的仿真误比特率与理论误比特率曲线之间，噪声越大，其仿真误比特率与理论误比特率曲线之间的差距越大，噪声约在19dB以上，两个曲线之间的差距越来越明显。仿真结果趋于理论结果。对于四条曲的对比情况，无论是两条理论误比待率曲线对比，还是两条仿真误比特率曲线的对比，都可看出16QAM的误码率相对于 16PSK误码率要低，说明16QAM系统的抗噪声性能比16PSK系统性能高。
5结论
文章主要根据计算机技术知识体系，通过结合实际分析，系统仿真的理论基础，通过设计出无线信道的衰落特性及相应的模型， OFDM的原理以及调制解调的相关模型，并对相应的模型进行重要分析，本文采用MATLAB仿真软件对设计的OFDM系统进行较为完整的仿真。通过仿真可以避免实际设计和现实中潜在的间题及不
足，具有重要的意义。
参考文献
图5中16PSK系统仿真误比特率与理论误比特率曲线的对
[1]间洪旭.OFDM关键技术的研究及实现[D]大连：大连海事大学，
比，仿真曲线在噪声约9-17dB之间是高于理论曲线，仿真的抗噪声
2013.
[2]涨哺.浅读0FDM技术[]中国新通信，2012
性能低于理论性能；但是当噪声大于约17dB时，仿真误比特率曲线却在理论曲线下方，仿真的抗噪声性能高于理论性能的。面16QAM
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