基于Matlab的OFDM系統(tǒng)仿真xxyy

1、論文題目: 基于MATLAB的OFDM系統(tǒng)仿真 學 院： 專業(yè)年級： 學 號： 姓 名： 指導教師、職稱： 2010 年 12 月 10 日 基于Matlab的OFDM系統(tǒng)仿真摘 要：正交頻分復用（OFDM）是一種多載波寬帶數(shù)字調(diào)制技術(shù)。相比一般的數(shù)字通信系統(tǒng)，它具有頻帶利用率高和抗多徑干擾能力強等優(yōu)點，因而適合于高速率的無線通信系統(tǒng)。正交頻分復用OFDM是第四代移動通信的核心技術(shù)。論文首先簡要介紹了OFDM基本原理。在給出OFDM系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，用MATLAB語言實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的計算機仿真并給出參考設計程序。最后給出在不同的信道條件下，對OFDM系統(tǒng)誤碼率影響的比較曲線，得出了較理想的結(jié)論

2、，通過詳細分析了了技術(shù)的實現(xiàn)原理，用軟件對傳輸?shù)男阅苓M行了仿真模擬并對結(jié)果進行了分析。介紹了OFDM技術(shù)的研究意義和背景及發(fā)展趨勢,還有其主要技術(shù)和對其的仿真具體如下:首先介紹了OFDM的歷史背景發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢研究意義和研究目的及研究方法和OFDM的基本原理基本模型OFDM的基本傳輸技術(shù)及其應用,然后介紹了本課題所用的仿真工具軟件MATLAB,并對其將仿真的OFDM各個模塊包括信道編碼交織調(diào)制方式快速傅立葉變換及無線信道進行介紹,最后是對于OFDM的流程框圖進行分析和在不影響研究其傳輸性的前提下進行簡化,并且對其仿真出來的數(shù)據(jù)圖形進行分析理解關(guān)鍵詞：OFDM；MATLAB；仿真一、OFDM的意

3、義及背景現(xiàn)代通信的發(fā)展是爆炸式的。從電報、電話到今天的移動電話、互聯(lián)網(wǎng)，人們從中享受了前所未有的便利和高效率。從有線到無線是一個飛躍，從完成單一的話音業(yè)務到完成視頻、音頻、圖像和數(shù)據(jù)相結(jié)合的綜合業(yè)務功能更是一個大的飛躍。在今天，人們獲得了各種各樣的通信服務，例如，固定電話、室外的移動電話的語音通話服務，有線網(wǎng)絡的上百兆bit的信息交互。但是通信服務的內(nèi)容和質(zhì)量還遠不能令人滿意，現(xiàn)有幾十Kbps傳輸能力的無線通信系統(tǒng)在承載多媒體應用和大量的數(shù)據(jù)通信方面力不從心:現(xiàn)有的通信標準未能全球統(tǒng)一，使得存在著跨區(qū)的通信障礙;另一方面，從資源角度看，現(xiàn)在使用的通信系統(tǒng)的頻譜利用率較低，急需高效的新一代通信系

4、統(tǒng)的進入應用。目前，3G的通信系統(tǒng)己經(jīng)進入商用，但是其傳輸速率最大只有2Mbps，仍然有多個標準，在與互聯(lián)網(wǎng)融合方面也考慮不多。這些決定了3G通信系統(tǒng)只是一個對現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)速度和能力的提高，而不是一個全球統(tǒng)一的無線寬帶多媒體通信系統(tǒng)。因此，在全世界范圍內(nèi)，人們對寬帶通信正在進行著更廣泛深入的研究 。正交頻分復用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一種特殊的多載波方案，它可以被看作一種調(diào)制技術(shù)，也可以被當作是一種復用技術(shù)。選擇OFDM的一個主要原因在于該系統(tǒng)能夠很好地對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾。正交頻分復用（OFDM）最早

5、起源于20世紀50年代中期，在60年代就已經(jīng)形成惡劣使用并行數(shù)據(jù)傳輸和頻分復用的概念。1970年1月首次公開發(fā)表了有關(guān)OFDM的專利。在傳統(tǒng)的并行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，整個信號頻段被劃分為N個相互不重疊的頻率子信道。每個子信道傳輸獨立的調(diào)制符號，然后再將N個子信道進行頻率復用。這種避免信道頻譜重疊看起來有利于消除信道間的干擾，但是這樣又不能有效利用寶貴頻譜資源。為了解決這種低效利用頻譜資源的問題，在20世紀60年代提出一種思想，即使用子信道頻譜相互覆蓋的頻域距離也是如此，從而可以避免使用高速均衡，并且可以對抗窄帶脈沖噪聲和多徑衰落，而且還可以充分利用可用的頻譜資源 。常規(guī)的非重疊多載波技術(shù)和重疊多載

6、波技術(shù)之間的差別在于，利用重疊多載波調(diào)制技術(shù)可以幾乎節(jié)省50%的帶寬。為了實現(xiàn)這種相互重疊的多載波技術(shù)，必須要考慮如何減少各個子信道之間的干擾，也就是要求各個調(diào)制子載波之間保持正交性。1971年，Weinstein和Ebert把離散傅立葉變換（DFT）應用到并行傳輸系統(tǒng)中，作為調(diào)制和解調(diào)過程的一部分。這樣就不再利用帶通濾波器，同時經(jīng)過處理就可以實現(xiàn)FDM。而且，這樣在完成FDM的過程中，不再要求使用子載波振蕩器組以及相關(guān)解調(diào)器，可以完全依靠執(zhí)行快速傅立葉變換（FFT）的硬件來實施。早在20世紀60年代，OFDM技術(shù)就已經(jīng)被應用到多種高頻軍事系統(tǒng)中，其中包括KINEPLEX、ANDEFT以及KN

7、THRYN等。以KNTHRYN為例，其中的可變速率的數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器可以最多使用34個并行低速調(diào)相子信道，每個子信道之間的間隔為82Hz 。但是直到20世紀80年代中期，隨著歐洲在數(shù)字音頻廣播（DAB）方案中采用OFDM，該方法才開始受到關(guān)注并且得到了廣泛的應用。1、OFDM系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀自上世紀90年代以來，正交頻分復用技術(shù)(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的應用已越來越廣泛。經(jīng)過多年的發(fā)展，該技術(shù)在廣播式的音頻和視頻領(lǐng)域己得到廣泛的應用。主要的應用包括:非對稱的數(shù)字用戶環(huán)路 (ADSL), ETSI標準的音頻廣播 (DAB)、數(shù)字視頻廣播

8、 (DVB)等。1999年IEEE 802.11a通過了一個5GHz的無線局域網(wǎng)標準，其中OFDM調(diào)制技術(shù)被采用為它的物理層標準OETSI的寬帶射頻接入網(wǎng)(BRAN)的局域網(wǎng)標準也把OFDM定為它的調(diào)制標準技術(shù)。1999年 12月，包括Ericsson, Nokia和Wi-LAN在內(nèi)的七家公司發(fā)起了國際OFDM論壇，致力于策劃一個基于OFDM技術(shù)的全球性單一標準?，F(xiàn)在OFDM論壇的成員已經(jīng)增加到46個會員，其中15個為主要會員。我國的信息產(chǎn)業(yè)部也己參加了OFDM論壇，可見OFDM在無線通信的應用己引起國內(nèi)通信界的重視 。2000年 1月，OFDM論壇的固定無線接入工作組向IEEE 892.63

9、城域網(wǎng)委員會提交了一份建議書，提議采用OFDM技術(shù)作為城域網(wǎng)的物理層(PHY)標準。隨著IEEE802.l la和BRAN HyperLAN/2兩個標準在局域網(wǎng)的普及和應用，OFDM 技術(shù)將會進一步在無線數(shù)據(jù)本地環(huán)路的廣域網(wǎng)領(lǐng)域做出重大貢獻。OFDM 由于其頻譜利用率高，成本低等原因越來越受到人們的關(guān)注。隨著人們對通信數(shù)據(jù)化、寬帶化、個人化和移動化的需求，OFDM技術(shù)在綜合無線接入領(lǐng)域?qū)⒃絹碓降玫綇V泛的應用。并且，隨著DSP芯片技術(shù)的發(fā)展，傅立葉變換、反變換、高速Modem采用的64/128/256QAM技術(shù)、柵格編碼技術(shù)、軟判決技術(shù)、信道自適應技術(shù)、插入保護間隔、減少均衡計算量等成熟技術(shù)的逐

10、步引入，人們將會集中越來越多的精力開發(fā)OFDM技術(shù)在移動通信領(lǐng)域的應用，預計第三代以后的無線寬帶通信的主流將會基于OFDM技術(shù)。除了己經(jīng)標準化了的系統(tǒng)之外，OFDM 正在作為四代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)在各國進行廣泛的研究和試驗，我國大唐電信，還有日本，韓國也在去年相繼開始了OFDM在四代移動通信中的研究 。OFDM目前存在兩個不同的聯(lián)盟:一個是OFDM論壇，主要協(xié)調(diào)各成員遞交給IEEE與OFDM有關(guān)的建議;另一個是寬帶無線互連網(wǎng)論壇，開發(fā)了一個VOFDM規(guī)范。OFDM論壇已經(jīng)在IEEE 802.16無線MAN會議上向分會遞交了物理層建議，在這個會議上除了CDMA外有許多OFDM的建議被提出 。除了

11、標準無線局域網(wǎng)的系統(tǒng)研究外，許多公司與研究機構(gòu)已經(jīng)對OFDM的關(guān)鍵技術(shù)進行了廣泛的試驗，在基于OFDM高速無線傳輸上取得了很好的成果。AT&T在4G物理層的方面進行了智能天線、多輸人多輸出系統(tǒng)、空時編碼、動態(tài)包分配和 W-OFDM等的研究。已經(jīng)在室內(nèi)和現(xiàn)場測試中驗證了OFDM接收系統(tǒng)分離不同天線接收所信號的能力，完成了全移動和室外到室內(nèi)環(huán)境下發(fā)射天線、接收天線配置的測試。Flarion技術(shù)公司致力于 Flash-OFDM的研究與推廣;Wi-LAN公司的W-OFDM技術(shù)在最近的測試中，對70mph的移動系統(tǒng)達到了30Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，超過了業(yè)界對4G期望的10Mbps速率。Lucent實現(xiàn)

12、了室內(nèi)8發(fā)射天線、12接收天線在30kHz帶寬26bps/Hz的傳輸率。符合IEEE802.11a標準的ASIC已經(jīng)批量生產(chǎn)，內(nèi)置所有物理層的信號處理功能，包括參量化的均衡器、時鐘偏移跟蹤、可編程的模式捕獲與轉(zhuǎn)換器等，可以達到標準54Mbps的速率 。2、的發(fā)展趨勢今后，OFDM的發(fā)展方向主要是增加傳輸距離、進一步提高傳輸速率以及與現(xiàn)有的網(wǎng)絡設備兼容。隨著數(shù)字信號處理和大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，OFDM調(diào)制已經(jīng)逐漸應用到無線通信、高清晰度廣播電視等領(lǐng)域。采用OFDM技術(shù)實現(xiàn)電力線上高速數(shù)據(jù)的傳輸是一個嶄新的課題，這方面Intellon公司率先在全球做了積極的探索。該公司經(jīng)過幾年的努力研制出

13、了電力線高速數(shù)據(jù)的產(chǎn)品PowerPacket。該系統(tǒng)采用OFDM技術(shù)，將43 MHz209 MHz的頻帶劃分成84個子信道，每個子信道可以采用DQPSK、DBPSK或ROBO調(diào)制方式，傳輸速率不小于14Mbps 。OFDM調(diào)制的高速率和良好的性能是通過提高系統(tǒng)復雜性為代價獲得的。該技術(shù)的最大難點是如何實現(xiàn)各個子信道的精確同步。OFDM的基礎(chǔ)是各個子載波必須滿足頻率正交性的特點，如果正交性惡化，整個系統(tǒng)的性能會嚴重下降，即產(chǎn)生OFDM所特有的通道間串擾（ICI） 。隨著數(shù)字信號處理和鎖相環(huán)（PLL）技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在人們可以精確跟蹤信道沖激響應的實時變化，均衡ICI的影響。二、OFDM基本原理一個

14、完整的OFDM系統(tǒng)原理如圖1所示。OFDM的基本思想是將串行數(shù)據(jù)，并行地調(diào)制在多個正交的子載波上，這樣可以降低每個子載波的碼元速率，增大碼元的符號周期，提高系統(tǒng)的抗衰落和干擾能力，同時由于每個子載波的正交性，大大提高了頻譜的利用率，所以非常適合移動場合中的高速傳輸。圖1 OFDM系統(tǒng)原理框圖在發(fā)送端，輸入的高比特流通過調(diào)制映射產(chǎn)生調(diào)制信號，經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換變成N條并行的低速子數(shù)據(jù)流，每N個并行數(shù)據(jù)構(gòu)成一個OFDM符號。插入導頻信號后經(jīng)快速傅里葉反變換(IFFT)對每個OFDM符號的N個數(shù)據(jù)進行調(diào)制，變成時域信號為： （1）式中：m為頻域上的離散點；n為時域上的離散點；N為載波數(shù)目。為了在接收端有效

15、抑制碼間干擾(InterSymbol Interference，ISI)，通常要在每一時域OFDM符號前加上保護間隔(Guard Interval，GI)。加保護間隔后的信號可表示為式(2)，最后信號經(jīng)并串變換及DA轉(zhuǎn)換，由發(fā)送天線發(fā)送出去。接收端將接收的信號進行處理，完成定時同步和載波同步。經(jīng)AD轉(zhuǎn)換，串并轉(zhuǎn)換后的信號可表示為：yGI(n)=xGI(n)*h(n)+z(n)+w(n) (3)然后，在除去CP后進行FFT解調(diào)，同時進行信道估計(依據(jù)插入的導頻信號)，接著將信道估計值和FFT解調(diào)值一同送入檢測器進行相干檢測，檢測出每個子載波上的信息符號，最后通過反映射及信道譯碼恢復出原始比特流。

16、除去循環(huán)前綴(CP)經(jīng)FFT變換后的信號可表示為：（4）式中：H(m)為信道h(n)的傅里葉轉(zhuǎn)換；Z(m)為符號間干擾和載波間干擾z(n)的傅里葉變換；W(m)是加性高斯白噪聲w(n)的傅里葉變換。三、優(yōu)勢與不足優(yōu)勢：OFDM存在很多技術(shù)優(yōu)點見如下，在3G、4G中被運用，作為通信方面其有很多優(yōu)勢： (1) OFDM技術(shù)在窄帶帶寬下也能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù),能同時分開至少1000個數(shù)字信號，而且在干擾的信號周圍可以安全運行的能力將直接威脅到目前市場上已經(jīng)開始流行的CDMA技術(shù)的進一步發(fā)展壯大的態(tài)勢，正是由于具有了這種特殊的信號“穿透能力”使得OFDM技術(shù)深受歐洲通信營運商以及手機生產(chǎn)商的喜愛和歡迎，

17、例如加利福尼亞Cisco系統(tǒng)公司、紐約工學院以及朗訊工學院等開始使用，在加拿大WiLAN工學院也開始使用這項技術(shù)。 (2) OFDM技術(shù)能夠持續(xù)不斷地監(jiān)控傳輸介質(zhì)上通信特性的突然變化，由于通信路徑傳送數(shù)據(jù)的能力會隨時間發(fā)生變化，所以OFDM能動態(tài)地與之相適應，并且接通和切斷相應的載波以保證持續(xù)地進行成功的通信.該技術(shù)可以自動地檢測到傳輸介質(zhì)下哪一個特定的載波存在高的信號衰減或干擾脈沖，然后采取合適的調(diào)制措施來使指定頻率下的載波進行成功通信。 (3) OFDM技術(shù)特別適合使用在高層建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及將信號散播的地區(qū)。高速的數(shù)據(jù)傳播及數(shù)字語音廣播都希望降低多徑效應對信號的影響。

18、 (4) OFDM技術(shù)的最大優(yōu)點是對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾。在單載波系統(tǒng)中，單個衰落或干擾能夠?qū)е抡麄€通信鏈路失敗，但是在多載波系統(tǒng)中，僅僅有很小一部分載波會受到干擾。對這些子信道還可以采用糾錯碼來進行糾錯。 (5) OFDM技術(shù)可以有效地對抗信號波形間的干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸。當信道中因為多徑傳輸而出現(xiàn)頻率選擇性衰落時，只有落在頻帶凹陷處的子載波以及其攜帶的信息受影響，其他的子載波未受損害，因此系統(tǒng)總的誤碼率性能要好得多。 (6) OFDM技術(shù)通過各個子載波的聯(lián)合編碼，具有很強的抗衰落能力。OFDM技術(shù)本身已經(jīng)利用了信道的頻率分集，如果衰落不是特別嚴重，就沒有必要

19、再加時域均衡器。通過將各個信道聯(lián)合編碼，則可以使系統(tǒng)性能得到提高。 (7) OFDM技術(shù)可使信道利用率很高，這一點在頻譜資源有限的無線環(huán)境中尤為重要；當子載波個數(shù)很大時，系統(tǒng)的頻譜利用率趨于2Baud/Hz。 存在不足：雖然OFDM有上述優(yōu)點，但是同樣其信號調(diào)制機制也使得OFDM信號在傳輸過程中存在著一些劣勢：(1)對相位噪聲和載波頻偏十分敏感這是OFDM技術(shù)一個非常致命的缺點，整個OFDM系統(tǒng)對各個子載波之間的正交性要求格外嚴格，任何一點小的載波頻偏都會破壞子載波之間的正交性，引起ICI，同樣，相位噪聲也會導致碼元星座點的旋轉(zhuǎn)、擴散，從而形成ICI。而單載波系統(tǒng)就沒有這個問題，相位噪聲和載波

20、頻偏僅僅是降低了接收到的信噪比SNR，而不會引起互相之間的干擾。2)峰均比過大OFDM信號由多個子載波信號組成，這些子載波信號由不同的調(diào)制符號獨立調(diào)制。同傳統(tǒng)的恒包絡的調(diào)制方法相比，OFDM調(diào)制存在一個很高的峰值因子。因為OFDM信號是很多個小信號的總和，這些小信號的相位是由要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)序列決定的。對某些數(shù)據(jù)，這些小信號可能同相，而在幅度上疊加在一起從而產(chǎn)生很大的瞬時峰值幅度。而峰均比過大，將會增加A/D和D/A的復雜性，而且會降低射頻功率放大器的效率。同時，在發(fā)射端，放大器的最大輸出功率就限制了信號的峰值，這會在OFDM頻段內(nèi)和相鄰頻段之間產(chǎn)生干擾。(3)所需線性范圍寬由于OFDM系統(tǒng)峰值平

21、均功率比(PAPR)大，對非線性放大更為敏感，故OFDM調(diào)制系統(tǒng)比單載波系統(tǒng)對放大器的線性范圍要求更高。四、OFDM系統(tǒng)實現(xiàn)模型利用離散反傅里葉變換(IDFT)或快速反傅里葉變換(IFFT)實現(xiàn)的OFDM系統(tǒng)，如圖2所示。圖2 OFDM系統(tǒng)實現(xiàn)模型從OFDM系統(tǒng)的實現(xiàn)模型可以看出，輸入已經(jīng)過調(diào)制的復信號經(jīng)過串并變換后，進行IDFT或IFFT和并串變換，然后插入保護間隔，再經(jīng)過數(shù)模變換后形成OFDM調(diào)制后的信號s(t)。該信號經(jīng)過信道后，接收到的信號r(t)經(jīng)過模數(shù)變換，去掉保護間隔，以恢復子載波之間的正交性，再經(jīng)過串并變換和DFT或FFT后，恢復出OFDM的調(diào)制信號，再經(jīng)過并串變換后還原出輸入

22、符號。（1）保護間隔和循環(huán)前綴1.保護間隔(GI)無線多徑信道會使通過它的信號出現(xiàn)多徑時延，這種多徑時延如果擴展到下一個符號，就會造成符號問串擾，嚴重影響數(shù)字信號的傳輸質(zhì)量。采用OFDM技術(shù)的最主要原因之一是它可以有效地對抗多徑時延擴展。通過把輸入的數(shù)據(jù)流經(jīng)過串并變換分配到N個并行的子信道上，使得每個用于去調(diào)制子載波的數(shù)據(jù)符號周期可以擴大為原始數(shù)據(jù)符號周期的N倍，因此時延擴展與符號周期的比值也同樣可降低為1N。在OFDM系統(tǒng)中，為了最大限度地消除符號間干擾，可以在每個OFDM符號之間插入保護間隔，而且該保護間隔的長度Tg一般要大于無線信道的最大時延擴展，這樣一個符號的多徑分量就不會對下一個符號

23、造成干擾。當多徑時延小于保護間隔時，可以保證在FFT的運算時間長度內(nèi)，不會發(fā)生信號相位的跳變。因此，OFDM接收機所看到的僅僅是存在某些相位偏移的、多個單純連續(xù)正弦波形的疊加信號，而且這種疊加也不會破壞子載波之間的正交性。然而，如果多徑時延超過了保護間隔，則在FFT運算時間長度內(nèi)可能會出現(xiàn)信號相位的跳變，因此在第一路徑信號與第二路徑信號的疊加信號內(nèi)就不再只包括單純連續(xù)正弦波形信號，從而導致子載波之間的正交性有可能遭到破壞，就會產(chǎn)生信道間干擾(ICI)，使得各載波之間產(chǎn)生干擾。2.循環(huán)前綴(CP)為了消除由于多徑傳播造成的信道間干擾ICI，一種有效方法是將原來寬度為T的OFDM符號進行周期擴展，

24、用擴展信號來填充保護間隔。將保護間隔內(nèi)(持續(xù)時間用Tg表示)的信號稱為循環(huán)前綴(CyclicPrefix，CP)。在實際系統(tǒng)中，當OFDM符號送入信道之前，首先要加入循環(huán)前綴，然后進入信道進行傳送。在接收端，首先將接收符號開始的寬度為Tg的部分丟棄，然后將剩余的寬度為T的部分進行傅里葉變換，再進行解調(diào)。在OFDM符號內(nèi)加入循環(huán)前綴可以保證在一個FFT周期內(nèi)，OFDM符號的時延副本內(nèi)所包含的波形周期個數(shù)也是整數(shù)，這樣，時延小于保護間隔Tg的時延信號就不會在解調(diào)過程中產(chǎn)生信道間干擾ICI。3.OFDM基本參數(shù)的選擇種OFDM參數(shù)的選擇就是需要在多項要求沖突中進行折衷考慮。通常來講(如前所述)，首先

25、要確定三個參數(shù)：帶寬、比特率以及保護間隔。按照慣例，保護間隔的時間長度應該為應用移動環(huán)境信道下時延均方根值的24倍。一旦確定了保護間隔，則OFDM符號周期長度就可以確定。為了最大限度地減少由于插入保護間隔所帶來的信噪比損失，希望OFDM符號周期長度要遠遠大于保護間隔長度。但是符號周期長度又不可能任意大，否則OFDM系統(tǒng)中包括更多的子載波數(shù)，從而導致子載波間隔相應減少，系統(tǒng)實現(xiàn)的復雜度增加，而且還加大了系統(tǒng)的峰值平均功率比，同時使系統(tǒng)對頻率偏差更加敏感。因此在實際應用中，一般選擇符號周期是保護間隔長度的5倍，這樣由于插入保護比特所造成的信噪比損耗只有1 dB左右。在確定了符號周期和保護間隔之后，

26、子載波的數(shù)量可以直接利用-3 dB帶寬除以子載波間隔(即去掉保護間隔后的符號周期的倒數(shù))得到或者可以利用所要求的比特速率除以每個子信道的比特速率來確定子載波的數(shù)量。每個信道中所傳輸?shù)谋忍厮俾士梢杂烧{(diào)制類型、編碼速率和符號速率來確定。4有用符號持續(xù)時間有用符號持續(xù)時間T對子載波之間間隔和譯碼的等待周期都有影響，為了保持數(shù)據(jù)的吞吐量，子載波數(shù)目和FFT的長度要有相對較大的數(shù)量，這樣就導致了有用符號持續(xù)時間的增大。在實際應用中，載波的偏移和相位的穩(wěn)定性會影響兩個載波之間間隔的大小，如果為移動著的接收機，則載波間隔必須足夠大，這樣才能忽略多普勒頻移?？傊?，選擇有用符號的持續(xù)時間，必須以保證信道的穩(wěn)定為

27、前提。5子載波數(shù)子載波數(shù)目越多，有用信號越平坦，帶外衰減也快，越接近矩形，越符合通信要求，但子載波數(shù)目不能過多，越接近矩形的結(jié)果對接收端的濾波器要求越高(只有理想濾波器才能過濾，否則就造成交調(diào)干擾)。因此在子載波數(shù)目的 選擇上要綜合考慮傳遞信息的有效性和可行性。子載波數(shù)可以由信道帶寬、數(shù)據(jù)吞吐量和有用符號持續(xù)時間T所決定：N=1/T子載波數(shù)可以被設置為有用符號持續(xù)時間的倒數(shù)，其數(shù)值與FFT處理過的數(shù)據(jù)點相對應。6調(diào)制模式可以通過改變發(fā)射的射頻信號幅度、相位和頻率來調(diào)制信號。對于OFDM系統(tǒng)來說，只能采用前兩種調(diào)制方法，而不能采用頻率調(diào)制的方法，這是因為子載波是頻率正交，而且攜帶獨立的信息，調(diào)制

28、子載波頻率會破壞這些子載波的正交特性，這是頻率調(diào)制不能在OFDM系統(tǒng)中采用的原因。短波通信中可以采用MPSK，MQAM的調(diào)制方式。正交幅度調(diào)制要改變載波的幅度和相位，他是ASK和PAK的結(jié)合。矩形QAM信號星座具有容易產(chǎn)生的獨特優(yōu)點。此外，它們也相對容易解調(diào)。矩形QAM包括4QAM，16QAM以及64QAM等，因此每個星座點分別所對應的比特數(shù)量為2，4，6。采用這種調(diào)制方法的步長必須為2，而利用MPSK調(diào)制可傳輸任意比特數(shù)量如1，2，3，分別對應2PSK，4PSK以及8PSK，并且MPSK調(diào)制的另一個好處就是該調(diào)制方案是等能量調(diào)制，不會由于星座點的能量不等而為OFDM系統(tǒng)帶來PAPR較大的問題

29、。五、系統(tǒng)仿真結(jié)果根據(jù)OFDM的基本原理，利用Matlab編寫的系統(tǒng)仿真程序，仿真參數(shù)設置為：每信噪比條件下傳輸1 000個OFDM符號，共有64個子波，F(xiàn)FTIFKT點數(shù)為64，循環(huán)前綴長度為3s，基帶調(diào)制模塊選擇為MPSK或者MQAM方式，多普勒頻移為200 Hz，通過小尺度衰落信道模型進行仿真。在上述前提條件下，仿真結(jié)果如下：（1） BPSK和QPSK仿真結(jié)果與分析由圖3，圖4誤碼率曲線圖可以看出，在只有高斯白噪聲的情況下，BPSK和QPSK兩種調(diào)制方式下，隨著信噪比的不斷增大，誤碼率在不斷地減小，而且輸入信號的信噪比越大，影響越明顯。究其原因，主要是隨著信噪比的增加，噪聲功率有所下降，因而誤碼率也隨之下降。圖4 QPSK調(diào)制方式下系統(tǒng)的誤碼率由圖3，圖4中還可以看到，由于多徑傳輸引起頻率選擇性衰落的存在，在BPSK和QPSK中對誤碼率產(chǎn)生了比較大的影響，嚴重地影響了系統(tǒng)的性能。尤其是在QPSK中，影響更為突出，更為明顯一些。由此可見，BPSK在性能方面稍好于QPSK。（2） 16QAM和64QAM仿真結(jié)果與分析由圖5，