维普资讯 http://www.cqvip.com 系统的 仿真实 一郭勇龙磊白冬林／西安通信学院野战通信装备教研室（陕西．西安７１００７１】 摘 要：正交频分复用（ＯＦＤＭ）是一种多载波宽带数字调制技术，它能有效地克服传输中的多径干扰和消除码间 串扰， 适合于高速率的数据传输。文中对ＯＦＤＭ系统原理进行分析的基础上 用ＭＡＴＬＡＢ对８０２．１１ａ标准下．可变 速率的ＯＦＤＭ系统进行ＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮ仿真实现．并对结果进行了分析。 关键词：正交频分复用；ＩＦＦＴ：ＭＡＴＬＡＢ；仿真 中图分类号：ＴＮ９１１＿３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—１１３１（２００６）０５—００３５—０３ 一、引言 技术。ＭＡＴＬＡＢ是一套面向科学和工 正交频分复用（ＯＦＤＭ）是一种多 程计算的软件，具有强大数值分 郭 勇 载波调制方式 其基本思想是把高 析、矩阵计算和图形处理功能，结 １９７３年生，男，陕西 人，西安通信学院野 速率的信源信息流通过串并变换， 合丰富的工具箱使得该软件特别 战通信装备教研室 变换成低速率的Ｎ路并行数据流 适合于系统设计与仿真。 讲师，硕士；研究方 然后将这Ｎ路数据流分别调制到Ｎ 向：军事通信学，宽 带接入技术研究；研 个相互正交的子载波上．最后将Ｎ 二、ＯＦＤＭ系统原理 究项目：国防预研。 路调制后的信号相加即得发射信 ２．１ ＯＦＤＭ系统模型 龙 磊 号。ＯＦＤＭ本身可以有效地对抗码间 图１是ＯＦＤＭ系统模型。串行发 １９７６年牛，男，西安电子科技大学综合 串扰（ＩｓＩ）．适用于多径环境和衰落 送的数据流｛ ｝首先经过串并变换 业务网国家重点实验室硕士 信道中的高速数据传输．通过各 变成并行的数据流 经过逆傅立 白冬林 子载波的联合编码 使其具有很 叶变换 并／串变换后得到数据流 １ ９８Ｏ年生，男，西安通信学院通信与指 强的抗衰落能力。正是由于ＯＦＤＭ技 ｛ ｝．加上循环前级后得到｛ ｝，然 挥自动化教研＝毫助教。 术的诸多优点 因此其技术已被 后进行数模变换 射频调制后发 。 Ｏ 欧洲数字电视标准ＤＶＢ—Ｔ和数字音 射出去。接收端的处理过程与发送 频广播ＤＡＢ标准所采纳。目前已经 端的过程相反。图中发送端各点 作为ＷＬＡＮ和宽带无线接入的核心 的信号可表示为： Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ ｏＦＤＭ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｉｎ￣ｚ ＭＡＴＬＡＢ Ｙｏｎｇ ＧＵＯ．Ｌｅｉ Ｌｏｎｇ．Ｄｏｎｇ Ｌｉｎ Ｂａｉ Ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈ￣ｚｒｏｕｐｆｏｒ ｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｍａｒｔｉａｌ ｃｏｍｍｔｍｉｃａｔｉｏｎ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉ’ａｎ ７１００７１ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＯＦＤＭ１ ｉｓ ａ ｍｕｌｔｉ—ｃａｒｒｉｅｒ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．ＯＦＤＭ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｐｅｆｉｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅａｌｉｎｇｗｉｔｈｍｕｌｔｉ－ｐａｔｈｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅａｎｄＩｎｔｅｒＳｙｍｂｏｌＩｎｔｅｒｆｅｍｎｃｅ（ＩＳ１）ｃｏｍｐａｒｅｔｏ ｓｉｍｐｌｅｄｉｇｉｔａｌ ｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｉｔｉｓ ａｄａｐｔｉｖｅｔｏ ｈｉ￣．ｈ－ｄａｔａ－ｒａｔｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｒｎｍｔｍｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｎａ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ＯＦＤＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｎａｄ ｉｓｔ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ ｍａｋｉｎｇ／ｌｓｅ ｏｆ ＭＡＴＬＡＢ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａ Ｖａｉｌａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ ＯＦＤＭ ｉｎ ８０２．１ １ ａ ｓｔａｎｄａｒｄｓ． Ｋｅｖ ｗｏｒｄｓ：ＯＦＤＭ；ＭＡＴＬＡＢ：ＩＦＦＴ：Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 郭勇龙磊白冬林／基于可变速率ｏＦＤＭ系 的ＭＡＴ￣ｘＢ仿ｌ真实魂 ３５ 维普资讯 http://www.cqvip.com ０ ◆“ ㈡｛｝ ｅ ｎ ０Ｉｌ，。，…… ＝ Ｎ Ｋ ＝ｏ 后的ＩＥＥＥ ８０２ １１ａ标准的数据帧 实现过程如图２示。可 变速率ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ实现的难点在于，基带的调制方式必须与 原始的数据对应，不同速率的数据应采用不同的调制 方式。本文采用控制信号（图２、３中的ｍｏｄｅ）来控制仿真 模块的使能端来实现了可变速率数据的基带调制．具 （ｆ）＝∑ ｐ（ｔ—ｎ ） 体实现过程如图３示。 图２ ＯＦＤＭ系统实现发送部分 ３．２接收部分 ｌ冬ｊ ｌ ０ＦＤＭ系统原理 接收部分先去除循 ２．２ ＩＥＥＥ ８０２．１１ ａ ＷＬＡＮ系统物理层规范 环前缀ｃ Ｐ 进行ＦＦ Ｔ变 由于０ ＦＤＭ技术在无线通信中能够获得更高的数 换 再把分解ＯＦＤＭ帧还 据传输速率．并且能够克服传输信道中多径衰落和频 原为训练序列、导频和 率选择性衰落等因素的影响 因此高速ＷＬＡＮ标准的 相应的ＯＦＤＭ数据．接着 物理层规范均采用基于ＯＦＤＭ基带调制技术．如ＩＥＥＥ８０２．１１ａ 利用训练序列进行信道 系统和ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２系统。在ＩＥＥＥ ８０２ １１ａ系统中 支持８ 估计．最后进行基带的 种传输速率 每种传输速率对应不同的调制方式和编 解调和译码。实现过程 码速率 具体的对应关系如表。 如图４示。同样在接收部 数掇逸翠一（Ｍｂｊ ｓ） 分必需使用与发端相同的 。调治方式 ｌＩ缔碍澎 ｜食怕编码比特数强 ￣ＯＦＤＭ 号 控制信号控制解调模块的 ６ Ｉ３Ｉ ＳＫ １／２ ４８ 使能端（图４、５中的ｍｏｄｅ） ９ ＢＰＳＫ ３／４ ４８ ｌ２ ＱＩ ＳＫ １／２ ９６ 实现过程如图５示。 ｌ ８ ＱＩ ＳＫ ３／／４ ９６ 图３可变速率数据基带 ２４ ｌ６ ＱＡＭ １／２ ｌ９２ 调制的实现 ３６ ｌ６ ＱＡＭ ３／４ １ ９２． ４８ ６４————ＱＡＭ ２／３ ２８８ ５４ ６４一ＱＡＭ ３／４ ２８８ 表ｌ ８种传输速率对应的涮制方式和编码速率 ４ ＯＦＤＭ系统实现接收部分 三、可变数据速率条件下的Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ实现 仿真实验是分析系统性能的一种有效手段．通过 仿真．可以降低新系统失败的可能性．消除系统中潜 在的瓶颈．优化系统的整体性能．从中选择最合理的 系统配置和参数设置．然后再应用于实际系统中。因 此．仿真是科学研究和工程建设中不可缺少的方法。 本文仿真实现主要分为：发送部分．信道部分 接收 部分和数据比较部分 本文只列出关键的发送、接收 和可变速率的基带调制与解调的实现部分。 ３．１发送部分 发送部分包括原始信号源、基带的调制与编码部 分．训练序列的产生．导频的产生 这些产生的信号 经过ＩＦＦＴ变换 添加循环前缀ｃＰ．最后得到ＯＦＤＭ调制 ５ 可变速率数据基带解渊的实现 ３６ ￣ｉｌｉ０６ Ｎｏ．ｓ郭勇龙磊白冬林／基于可壶速率ＯＦＤＭ￣－统的ＭＡＴＬＡＢ仿真实现 维普资讯 http://www.cqvip.com 四、系统仿真结果 印＿柏∥≯ Ｏ 仿真的输入数据是受控制信号控制的随机数．为了对系统情况进行检验，把各部分的信号进行仿真分析． 仿真参数为ＦＦＴ为６４点．循环前缀长度为１６；仿真结果如图６—１２．从结果看．该系统解决了８０２ １ １ａ标准下．可 变速率数据发送与对应调制方式相结合的难点，完整的实现了在不同数据速率、不同信噪比条件下的数据传 输，为进一步研究ＯＦＤＭ系统各部分性能提供了模型基础。 图６发端发送数据 图７ 发送的信息速率 图８信号的信噪比 图９接收信号的功率谱 图１ ０均衡后信号的功率谱 图１ １ 收端的信号分布图 图１ ２ 均衡后的信号分布图 参考文献 １、 ＯＦＤＭ移动通信技术原理与应用佟学俭罗涛著人民邮电出版社２００３年６月 ２、 ＭＡＴＬＡＢ仿真技术与应用教程钟麟王峰主编国防工业出版社２００４年１月 ３、 廖科蒲亦非周激流，张松ＯＦＤＭ技术及其ＭＡＴＬＡＢ模拟【Ｊ】 无线通信技术２００４年（３）：ｌ０～ｌ２ ４、 张云峰，彭军用ＭＡＴＬＡＢ实现ＯＦＤＭ技术的仿真【Ｊｌ电脑与信息技术２００６年（２）：４２ ４５ ５、 ＥＴＳ ３００ ７４４ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ（ＤＶＢ）．Ｆｒａｍｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ（ＤＶＢ Ｔ）ＩＳ．ＥＴＳＩ】，Ｍａｒｃｈ ｌ９９７ 郭勇龙磊白冬杯／’甚手可变速辜ＯＦＤＭ系统的ＭＡＴＬＡＢ仿真实现 №ｓ ３７
