OFDM基本原理
OFDM技术基本原理 ppt课件

To表示加窗前的符号周期,加窗后符号周期变为(1+β)To。
加窗技术(Windowing)
经过加窗处理后的OFDM符号
To TG T
TG
T
TG
To
加窗技术(Windowing)
• 加升余弦窗可以减小OFDM符号带外辐射 • 增大滚降系数,带外辐射功率下降越快(P31
Fig.2.20) • 增大滚降系数(滚降带的宽度越宽),会降低
OFDM基本参数的选择
系统子载波数N,每个子载波占用的带宽1/NTs,系统带宽 B=1/Ts,循环前缀长度NG,均为重要的设计参量。 CP长度应为OFDM符号的一小部分,以减小由于CP引入带来
的系统功率损失。由于CP长度直接与信道的最大时延扩展τmax 有关,通常OFDM符号长度NTs>> τmax,即子载波数N>>τmaxB。
GI
Data
GI
Data
Delayed path
GI(续)
由于多径传播的影响,子载波间不再保持正交,从而产生ICI, 因为FFT积 分区间内,延迟的SC2不具有整数倍的周期
Subcarrier1
ICI of SC2 on SC1
Delayed Subcarrier2
Guard Interval
FFT Integral Time
• W1=60*250kHz=15MHz (<18MHz)
– QPSK with R=3/4 CC: n*2*R=120, n=80 – W2=80*250kHz=20MHz (>18MHz)
Signal Bandwidth
• Data bits in each OFDM symbol: 25Mbit / s 100bit
ofdm调制的基本原理及特点

ofdm调制的基本原理及特点OFDM调制的基本原理及特点OFDM调制的基本原理•OFDM是正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的缩写,其基本原理是将高速数据流分成多个较低速的子流,并将每个子流分配到不重叠的频率带上进行传输。
•OFDM采用了多个正交的子载波进行数据传输,利用正交性降低了子载波单位之间的干扰,提高了数据传输的可靠性和抗干扰性能。
•OFDM通过将高速数据流分成多个较低速的子流进行并行传输,提高了整体的传输速率。
OFDM调制的特点1.高效的频谱利用:OFDM将频谱划分成多个较窄的子载波,每个子载波的传输速率较低,但减少了子载波之间的干扰,从而使整体的频谱利用率更高。
2.抗多径干扰能力强:由于OFDM技术采用多个正交的子载波进行数据传输,能够有效抵抗多径传播引起的码间干扰,提高了信号的传输质量。
3.抗频选择性衰落能力强:OFDM可以通过改变子载波的功率分配,从而抵消频率选择性衰落引起的信号失真,提高信号的可靠性。
4.低复杂度的信号处理:OFDM采用快速傅里叶变换(FFT)技术进行调制和解调,简化了信号处理的复杂度,降低了硬件的要求。
5.高容量传输:由于采用了多子载波传输,OFDM能够支持更多用户同时进行数据传输,提高了系统的容量。
6.适应多种信道环境:OFDM适应性强,可以根据具体的信道环境动态调整子载波数量和功率分配,提升了系统的适应性和灵活性。
以上是OFDM调制的基本原理及特点的简要介绍。
OFDM技术的广泛应用使得无线通信更加高效、稳定和可靠。
当然,接下来我们将继续介绍OFDM调制的更多特点:7.支持高速数据传输:由于将高速数据流分成多个较低速的子流进行并行传输,并且利用多个子载波传输,OFDM能够支持更高的传输速率。
8.抗干扰性强:OFDM采用多个正交的子载波进行数据传输,同时利用循环前缀技术来消除传输时延引起的码间干扰,具备较强的抗干扰性能。
OFDM基本原理(详细全面)

峰均比降低技术
峰均比定义
峰均比(PAPR)是指OFDM信号的最大振 幅与平均振幅之比。高PAPR会导致信号的 功率放大器出现失真,从而引起频谱扩展 和带内干扰。因此,降低PAPR对于提高 OFDM系统的性能至关重要。
VS
峰均比降低技术
为了降低PAPR,可以采用多种技术,如限 幅滤波、编码、概率密度函数变换等。其 中,限幅滤波是一种简单有效的方法,它 通过限制信号的最大振幅来降低PAPR。然 而,限幅滤波会引入带外干扰和带内失真, 因此在实际应用中需要权衡各种因素。
物联网与智能家居
OFDM技术有望在物联网和智能家居领域得到广泛应用,支持各种 低功耗、低速率的无线通信需求。
频谱共享与认知无线电
通过频谱共享和认知无线电技术,OFDM系统可以更好地利用频谱 资源,提高频谱利用率和系统容量。
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04 OFDM系统性能分析
频域均衡性能分析
频域均衡原理
频域均衡通过在频域上对信号进行预处理,补偿信道对信号 造成的畸变,从而减小信号的误码率。
频域均衡性能影响因素
频域均衡的性能受到信道特性、均衡器设计参数以及信号质 量等因素的影响。
误码率性能分析
误码率定义
误码率是衡量数据传输系统性能的重 要指标,表示接收端错误解码的比特 数与总比特数的比值。
多径干扰抑制
多径干扰
在无线通信中,多径效应会导致信号的传播路径变长,从而引起信号的延迟和衰减。这种延迟和衰减 会导致OFDM子载波之间的正交性被破坏,从而引起多径干扰。为了抑制多径干扰,可以采用频域均 衡技术,对接收到的信号进行滤波处理,以减小多径效应的影响。
信道估计与均衡
信道估计技术用于获取信道的冲激响应,而频域均衡技术则通过调整接收信号的权重,使得信道的畸 变最小化。在实际应用中,通常会采用基于导频的信道估计方法,并在频域中进行均衡处理。
OFDM原理介绍

OFDM原理介绍OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种多载波调制技术,其原理是将数据流分为多个低速子信道,并将这些子信道通过正交子载波进行并行传输,从而提高了信道利用率和抗多路径干扰能力。
传统的单载波调制技术(SC-FDM)将整个带宽分为一个个窄带子信道进行传输,这样可以减小多路径干扰的影响,但是在高速传输时会产生频谱效率低、复杂度高的问题。
OFDM通过将一个宽频带信号分割为多个窄频带信号进行传输,实现了高频谱利用率和高传输速率。
OFDM系统的原理如下:1.带宽划分:将整个带宽划分为多个子信道,每个子信道的带宽相对较窄。
每个子信道的带宽可以根据传输条件和需求来调整。
2.IFFT转换:在发送端,将每个子信道的调制符号通过傅里叶反变换(IFFT)转换为时域信号。
IFFT将频域信号转换为时域信号,使得各个子载波之间形成正交关系。
3.并行传输:经过IFFT转换后的信号进行并行传输,即将各个子载波的时域信号叠加起来,形成OFDM符号。
4. 加入保护间隔:由于时域信号叠加可能导致符号之间的重叠,为了避免相邻符号之间的干扰,OFDM系统在每个OFDM符号之间添加了保护间隔(guard interval)。
保护间隔是一段无信号的时间或频率间隔,用于消除多径效应引起的符号间干扰。
5.加入循环前缀:在OFDM符号的开头加入一段与OFDM符号末尾相同的循环前缀,循环前缀可以在接收端用来消除多径效应引起的符号间干扰。
6.接收端处理:接收端先去除保护间隔,然后进行傅里叶变换(FFT)将时域信号转换为频域信号,在频域信号中提取出各个子信道的调制符号。
OFDM技术具有以下几个优点:1.抗多路径干扰:OFDM通过循环前缀和保护间隔的设计,可以有效抵消多径传输引起的符号间干扰,提高系统的抗多路径干扰能力。
2.高频谱利用率:OFDM将频谱划分为多个子信道进行传输,可以更有效地利用带宽资源,提高频谱利用率。
OFDM技术原理及关键技术介绍

OFDM技术原理及关键技术介绍OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 技术是一种常用于无线通信系统中的多载波调制技术。
它使用多个频率分离的正交子载波来传输数据,因此能够提供高速、高带宽的数据传输。
本文将介绍OFDM技术的原理以及一些关键技术。
1.子载波生成:OFDM系统将频谱分成多个频带,每个频带由一个正交子载波组成。
这些子载波在频域上是正交的,这意味着在相邻的子载波之间没有相互干扰。
2.符号映射:在每个子载波上分配一个符号,通常使用调制技术(如相移键控或正交振幅调制)将原始数据映射到每个符号上。
根据数据的可靠性要求,可以选择不同的调制方式。
3.并行传输:所有子载波上的符号同时传输,从而提高了数据传输的速率。
这种并行传输的形式将高速数据流降低到多个低速数据流。
4.保护间隔:为了抵抗多径传播引起的码间干扰,OFDM系统引入了保护间隔。
保护间隔是在子载波之间插入一些零值样点,用于消除码间干扰。
5.并串转换:将所有子载波的符号串行转换为一个连续的复杂数据流,以便在传输媒介上进行传输。
6.接收端处理:接收端对收到的数据进行反向处理,包括串并转换、解调和符号解映射。
最后,通过解调的数据经过去保护间隔处理,得到原始数据。
1.多径传播抑制:在无线通信中,多径传播是一个常见的问题,它会导致码间干扰。
为了抑制多径信号,OFDM系统采用了保护间隔技术。
保护间隔的作用是在相邻子载波之间插入一些零值样点,以减小码间干扰的影响。
2.信道估计和均衡:OFDM系统需要准确地估计信道响应,以便进行均衡处理。
在接收端,需要使用已知的信号进行信道估计,从而提高信号的解调性能。
3.载波同步:OFDM系统中,接收端需要将接收到的复杂数据流转换为并行的子载波,并进行解调。
为了实现这个过程,接收端需要对接收到的数据进行载波同步,以确保每个子载波的频率和相位保持一致。
4. Peak-to-Average Power Ratio(PAPR)控制:OFDM信号在传输中可能产生高峰值功率,这会导致信号的非线性失真。
OFDM技术的基本原理

OFDM技术的基本原理OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种用于无线通信系统的多载波调制技术,通过将数据流分为多个低速子载波进行传输,以提高系统的数据传输速率和频谱效率。
下面将详细介绍OFDM技术的基本原理。
1.子载波划分:OFDM将原始数据流划分为多个低速子载波,每个子载波的传输速率相对较低,且互相正交。
这些子载波具有频谱重叠,且在中心频率上相互正交。
划分的子载波数量通常是2的幂次方,比如64、128、256等。
2.调制:在OFDM系统中,每个子载波可以使用不同的调制格式,如BPSK、QPSK、16QAM等。
通过将数据流分配到不同的子载波并采用不同的调制方式,OFDM系统能够实现不同速率的数据传输。
3.帧结构:OFDM系统中的每个符号周期被划分为多个时隙,每个时隙包含一个导频子载波和一定数量的数据子载波,导频子载波用于信道估计和符号同步,而数据子载波用于实际数据传输。
4.并行传输:OFDM技术将数据流并行传输到多个子载波上,可以同时传输多个数据流,从而提高了系统的传输速率和频谱效率。
这样,OFDM系统能够更好地适应高速数据传输的需求。
5.频率均衡:OFDM系统中的传输信道往往会引起子载波之间的干扰。
为了克服这种干扰,OFDM系统采用了频域均衡技术,通过估计信道响应并使用均衡算法对信号进行均衡处理,以提高系统的抗干扰能力和传输质量。
6.多径衰落处理:在无线信道环境中,多径传播会导致信号的时延扩展和频率选择性衰落。
OFDM技术使用循环前缀技术来处理多径效应,即在每个OFDM符号的开头插入一段与符号结尾相同的循环前缀,通过在时域上的平移实现抵消多径效应。
7.频谱效率:由于OFDM系统中采用了多个低速子载波进行并行传输,每个子载波的传输速率相对较低,因此每个子载波所需要的保护间隔较小,从而提高了频谱效率。
此外,通过动态分配子载波,OFDM系统可以更好地适应信道条件的变化,进一步提高了频谱效率。
OFDM的基本原理QAM

OFDM的基本原理QAMOFDM,全名为正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing),是一种用于无线通信和广播系统的调制技术。
它将高速数据流分为多个较低速的子流,每个子流都通过不同的频率进行传输,这样可以在有限的频谱带宽内传输更多的数据。
1.小载波频分复用:OFDM系统使用多个小载波进行数据传输。
这些小载波之间的频率是互相正交的,即彼此之间没有相互干扰。
每个小载波都可以携带不同的数据,因此可以利用整个频谱带宽进行并行传输。
2.数据编码:在传输前,数据需要进行编码。
OFDM使用正交振幅调制(QAM)来编码数据。
QAM是一种将数字信号映射到信号空间中的调制技术,其中通过调整幅度和相位来表示不同的数据。
OFDM中使用的QAM 调制可以迅速地在复杂信道中进行解调,因此可以减少传输错误。
3.每个子载波的传输:OFDM将高速数据流分成多个较低速的子流,并将每个子流分配到不同的小载波上进行传输。
这些小载波之间的频率是互相正交的,所以它们可以同时传输,而不会相互干扰。
每个子流的传输速率较低,减少了传输错误的可能性。
4.多径传输的抵消:在无线信道中,信号在传播过程中会经历多径传输,即信号会经过多个路径到达接收端。
这会导致信号的多普勒频移和多径干扰。
OFDM通过发送符号间有重叠的子载波,可以实现传输路径延迟间隔的确定,从而避免干扰。
5.频率和时间的选择性衰落补偿:OFDM技术能够通过频率选择性衰落补偿和时间选择性衰落补偿来对信号进行处理,以减少信号衰落带来的传输错误。
频率选择性衰落补偿通过对每个子载波进行独立的等化和错误修正来实现。
时间选择性衰落补偿则通过发送预先加载的循环前缀来实现,以提供时间补偿和保持信号的连续性。
6.高效利用频带:由于OFDM可以将整个频谱带宽有效分割成多个小载波进行传输,因此可以在有限的频带宽度内发送更多的数据。
这使得OFDM成为高速数据传输和宽带通信的理想选择。
OFDM基本原理

OFDM基本原理OFDM(正交分频多路复用)是一种多载波调制技术,也被称为离散多载波调制(DMT)。
它将高速数据流分成多个低速数据流并在不同的频率上进行调制,然后将它们合并到一个高速数据流中传输。
OFDM主要用于无线通信、宽带数据传输和数字音视频广播等领域。
本文将详细介绍OFDM的基本原理。
OFDM的基本原理可以概括为以下三个方面:频域复用、正交调制和快速傅里叶变换(FFT)。
首先,OFDM通过频域复用原理实现多路复用。
它将高速数据流分成多个低速数据流,每个低速数据流被调制到不同的频率子载波上。
这样可以提高频谱利用率,降低频率间干扰。
这些子载波之间相互正交(即相互间隔一个整数倍的频率),不会相互干扰。
因此,OFDM可以同时传输多个低速数据流,实现高速数据传输。
其次,OFDM使用正交调制(也称为相位调制)为每个子载波进行调制。
正交调制是一种在不同的正弦波上改变相位来表示数字位的调制方法。
在OFDM系统中,每个子载波的相位可以表示一位二进制数据。
通过调整每个子载波的相位来表示不同的数字位,从而将低速数据流调制到不同的子载波上。
最后,OFDM使用快速傅里叶变换(FFT)来将时域信号转换为频域信号。
FFT是一种高效的算法,可以将复杂的时域信号转换为在频域上紧密分布的频域信号。
在OFDM系统中,将每个子载波的相位调制后的信号通过FFT转换为频域信号,并将它们合并成一个高速数据流进行传输。
接收端通过反向的快速傅里叶变换(IFFT)将频域信号转换回时域信号,并恢复每个子载波的调制信息,从而实现数据的解调和恢复。
OFDM的频域复用、正交调制和FFT等基本原理使得它具有许多优势。
首先,由于频谱复用,OFDM可以在有限的频带宽度上传输更多的数据,提高频谱利用率。
其次,正交调制和FFT的使用使得OFDM系统具有良好的抗多径衰落能力,可以有效地处理传输信道中的多径干扰。
此外,OFDM还具有抗干扰能力强、网络灵活性高等优点,被广泛应用于4GLTE、Wi-Fi、数字电视广播等通信领域。
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现代社会对通信的依赖和要求越来越高,于是设计和开发效率更高的通信系统成了通信工程界不断追求的目标。
通信系统的效率,说到底是频谱利用率和功率利用率。
特别是在无线通信的情况下,对两个指标的利用率更高,尤其是频谱利用率。
于是,各种各样具有较高频谱效率的通信技术不断被开发出来,OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)是一种特殊的多载波调制技术,它利用载波间的正交性进一步提高频谱利用率,而且可以抗窄带干扰和抗多经衰落。
OFDM通过多个正交的子载波将串行数据并行传输,可以增大码元的宽度,减少单个码元占用的频带,抵抗多径引起的频率选择性衰落,可以有效克服码间串扰,降低系统对均衡技术的要求,是支持未来移动通信,特别是移动多媒体通信的主要技术之一。
1 OFDM基本原理一个完整的OFDM系统原理如图1所示。
OFDM的基本思想是将串行数据,并行地调制在多个正交的子载波上,这样可以降低每个子载波的码元速率,增大码元的符号周期,提高系统的抗衰落和干扰能力,同时由于每个子载波的正交性,大大提高了频谱的利用率,所以非常适合移动场合中的高速传输。
在发送端,输入的高比特流通过调制映射产生调制信号,经过串并转换变成N条并行的低速子数据流,每N个并行数据构成一个OFDM符号。
插入导频信号后经快速傅里叶反变换(IFFT)对每个OFDM符号的N个数据进行调制,变成时域信号为:式中:m为频域上的离散点;n为时域上的离散点;N为载波数目。
为了在接收端有效抑制码间干扰(InterSymbol Interference,ISI),通常要在每一时域OFDM符号前加上保护间隔(Guard Interval,GI)。
加保护间隔后的信号可表示为式(2),最后信号经并/串变换及D/A 转换,由发送天线发送出去。
接收端将接收的信号进行处理,完成定时同步和载波同步。
经A /D转换,串并转换后的信号可表示为:yGI(n)=xGI(n)*h(n)+z(n)+w(n)(3)然后,在除去CP后进行FFT解调,同时进行信道估计(依据插入的导频信号),接着将信道估计值和FFT解调值一同送入检测器进行相干检测,检测出每个子载波上的信息符号,最后通过反映射及信道译码恢复出原始比特流。
除去循环前缀(CP)经FFT变换后的信号可表示为:式中:H(m)为信道h(n)的傅里叶转换;Z(m)为符号间干扰和载波间干扰z(n)的傅里叶变换;W(m)是加性高斯白噪声w(n)的傅里叶变换。
2 OFDM系统实现模型利用离散反傅里叶变换(IDFT)或快速反傅里叶变换(IFFT)实现的OFDM系统,如图2所示。
从OFDM系统的实现模型可以看出,输入已经过调制的复信号经过串/并变换后,进行IDFT或IFFT和并/串变换,然后插入保护间隔,再经过数/模变换后形成OFDM调制后的信号s(t)。
该信号经过信道后,接收到的信号r(t)经过模/数变换,去掉保护间隔,以恢复子载波之间的正交性,再经过串/并变换和DFT或FFT后,恢复出OFDM的调制信号,再经过并/串变换后还原出输入符号。
2.1保护间隔和循环前缀2.1.1保护间隔(GI)无线多径信道会使通过它的信号出现多径时延,这种多径时延如果扩展到下一个符号,就会造成符号问串扰,严重影响数字信号的传输质量。
采用OFDM技术的最主要原因之一是它可以有效地对抗多径时延扩展。
通过把输入的数据流经过串/并变换分配到N个并行的子信道上,使得每个用于去调制子载波的数据符号周期可以扩大为原始数据符号周期的N倍,因此时延扩展与符号周期的比值也同样可降低为1/N。
在OFDM系统中,为了最大限度地消除符号间干扰,可以在每个OFDM符号之间插入保护间隔,而且该保护间隔的长度Tg一般要大于无线信道的最大时延扩展,这样一个符号的多径分量就不会对下一个符号造成干扰。
当多径时延小于保护间隔时,可以保证在FFT的运算时间长度内,不会发生信号相位的跳变。
因此,OFDM接收机所看到的仅仅是存在某些相位偏移的、多个单纯连续正弦波形的叠加信号,而且这种叠加也不会破坏子载波之间的正交性。
然而,如果多径时延超过了保护间隔,则在FFT运算时间长度内可能会出现信号相位的跳变,因此在第一路径信号与第二路径信号的叠加信号内就不再只包括单纯连续正弦波形信号,从而导致子载波之间的正交性有可能遭到破坏,就会产生信道间干扰(ICI),使得各载波之间产生干扰。
2.1.2循环前缀(CP)为了消除由于多径传播造成的信道间干扰ICI,一种有效方法是将原来宽度为T的OFDM符号进行周期扩展,用扩展信号来填充保护间隔。
将保护间隔内(持续时间用Tg表示)的信号称为循环前缀(CyclicPrefix,CP)。
在实际系统中,当OFDM符号送入信道之前,首先要加入循环前缀,然后进入信道进行传送。
在接收端,首先将接收符号开始的宽度为Tg的部分丢弃,然后将剩余的宽度为T的部分进行傅里叶变换,再进行解调。
在OFDM符号内加入循环前缀可以保证在一个FFT周期内,OFDM符号的时延副本内所包含的波形周期个数也是整数,这样,时延小于保护间隔Tg的时延信号就不会在解调过程中产生信道间干扰ICI。
2.2 OFDM基本参数的选择各种OFDM参数的选择就是需要在多项要求冲突中进行折衷考虑。
通常来讲(如前所述),首先要确定三个参数:带宽、比特率以及保护间隔。
按照惯例,保护间隔的时间长度应该为应用移动环境信道下时延均方根值的2~4倍。
一旦确定了保护间隔,则OFDM符号周期长度就可以确定。
为了最大限度地减少由于插入保护间隔所带来的信噪比损失,希望OFDM符号周期长度要远远大于保护间隔长度。
但是符号周期长度又不可能任意大,否则OFDM系统中包括更多的子载波数,从而导致子载波间隔相应减少,系统实现的复杂度增加,而且还加大了系统的峰值平均功率比,同时使系统对频率偏差更加敏感。
因此在实际应用中,一般选择符号周期是保护间隔长度的5倍,这样由于插入保护比特所造成的信噪比损耗只有1 dB左右。
在确定了符号周期和保护间隔之后,子载波的数量可以直接利用-3 dB带宽除以子载波间隔(即去掉保护间隔后的符号周期的倒数)得到或者可以利用所要求的比特速率除以每个子信道的比特速率来确定子载波的数量。
每个信道中所传输的比特速率可以由调制类型、编码速率和符号速率来确定。
(1)有用符号持续时间有用符号持续时间T对子载波之间间隔和译码的等待周期都有影响,为了保持数据的吞吐量,子载波数目和FFT的长度要有相对较大的数量,这样就导致了有用符号持续时间的增大。
在实际应用中,载波的偏移和相位的稳定性会影响两个载波之间间隔的大小,如果为移动着的接收机,则载波间隔必须足够大,这样才能忽略多普勒频移。
总之,选择有用符号的持续时间,必须以保证信道的稳定为前提。
(2)子载波数子载波数目越多,有用信号越平坦,带外衰减也快,越接近矩形,越符合通信要求,但子载波数目不能过多,越接近矩形的结果对接收端的滤波器要求越高(只有理想滤波器才能过滤,否则就造成交调干扰)。
因此在子载波数目的选择上要综合考虑传递信息的有效性和可行性。
子载波数可以由信道带宽、数据吞吐量和有用符号持续时间T所决定:N=1/T子载波数可以被设置为有用符号持续时间的倒数,其数值与FFT 处理过的数据点相对应。
(3)调制模式可以通过改变发射的射频信号幅度、相位和频率来调制信号。
对于OFDM系统来说,只能采用前两种调制方法,而不能采用频率调制的方法,这是因为子载波是频率正交,而且携带独立的信息,调制子载波频率会破坏这些子载波的正交特性,这是频率调制不能在OFDM系统中采用的原因。
短波通信中可以采用MPSK,MQAM的调制方式。
正交幅度调制要改变载波的幅度和相位,他是ASK和PAK的结合。
矩形QAM 信号星座具有容易产生的独特优点。
此外,它们也相对容易解调。
矩形QAM包括4QAM,16QAM以及64QAM等,因此每个星座点分别所对应的比特数量为2,4,6。
采用这种调制方法的步长必须为2,而利用MPSK调制可传输任意比特数量如1,2,3,分别对应2PSK,4PSK以及8PSK,并且MPSK调制的另一个好处就是该调制方案是等能量调制,不会由于星座点的能量不等而为OFDM系统带来PAPR 较大的问题。
3系统仿真结果根据OFDM的基本原理,利用Matlab编写的系统仿真程序,仿真参数设置为:每信噪比条件下传输1 000个OFDM符号,共有64个子波,FFT/IFKT点数为64,循环前缀长度为3μs,基带调制模块选择为MPSK或者MQAM方式,多普勒频移为200 Hz,通过小尺度衰落信道模型进行仿真。
在上述前提条件下,仿真结果如下:3.1 BPSK和QPSK仿真结果与分析由图3,图4误码率曲线图可以看出,在只有高斯白噪声的情况下,BPSK和QPSK两种调制方式下,随着信噪比的不断增大,误码率在不断地减小,而且输入信号的信噪比越大,影响越明显。
究其原因,主要是随着信噪比的增加,噪声功率有所下降,因而误码率也随之下降。
由图3,图4中还可以看到,由于多径传输引起频率选择性衰落的存在,在BPSK和QPSK中对误码率产生了比较大的影响,严重地影响了系统的性能。
尤其是在QPSK中,影响更为突出,更为明显一些。
由此可见,BPSK在性能方面稍好于QPSK。
3.2 16QAM和64QAM仿真结果与分析由图5,图6误码率曲线图可以看出,相同点是在只有高斯白噪声的情况下,16QAM和64QAM两种调制方式随着信噪比的不断增大,误码率在不断减小,不同的是在同一信噪比下,16QAM的误码率明显比64QAM的误码率低。
由图5,图6还可以看出,加上频率选择性衰落后,在16QAM 和64QAM中频率选择性衰落对误码率的影响也是比较大的,而且输入信噪比越大,对误码率的影响也就越大。
由此可见,16QAM在性能方面稍好于64QAM。
所以,综合以上实验结果,可以清晰地比较出两种调制方式,即MPSK和MQAM的优缺点。
由仿真所得的误码率曲线图可以看出,在相同信噪比条件下,采用BPSK和QPSK调制方式比采用16QAM和32QAM调制方式的误码率要小,但是当M比较大时,性能不如QAM调制方法的好。
每个子信道可采用不同的调制方式,选择时要兼顾数据速率、频谱效率以及传输的可靠性,以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则,采用自适应技术,特性较好的子信道可采用效率较高的调制方式,而衰落较大的子信道选用效率较低的调制方式,选择满足一定误码率的最佳调制方式可以获得最佳的频谱效率。
4结语正交频分复用(OFDM)以其独特的优点,在无线接入和移动高速传输中的应用前景非常广泛,是第四代移动通信的核心技术。
在进行OFDM系统开发之前,系统的仿真是必要的,可以优化整个系统的参数和指标,缩短开发周期。