移动通信系统课设OFDM系统仿真.docx
《移动通信系统课设OFDM系统仿真.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《移动通信系统课设OFDM系统仿真.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
移动通信系统课设OFDM系统仿真
移动通信系统课程设计报告
OFDM系统仿真
——
（一）题目要求：
1）OFDM128路传输；
2）QPSK调制
3）AWGN信道
4）3径或4径瑞利衰落信道
（二）相关原理：
1）OFDM：
将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。
正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰（ISI）。
每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上可以看成平坦性衰落，从而可以消除码间串扰，而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
2）QPSK调制：
将每两个相连比特组在一起形成双比特码元，它的四种状态用4个不同的相位表示；
3）导频与均衡：
在OFDM信息序列中插入已知的导频序列，通过信道后将其提取得，做频域除法得传输函数，再通过线性插值后得到每个信道频率响应，均衡滤波传输函数；
4）循环前缀：
循环前缀（CyclicPrefix,CP）是将OFDM符号尾部的信号搬移到头部构成的。
用来消去码间干扰，通常取长度（为信道冲激响应持续时间）
5）分组交织：
为了解决成串的比特差错问题，采用了交织技术：
把一条消息中的相继比特分散开的方法，即一条信息中的相继比特以非相继方式发送，这样即使在传输过程中发生了成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单个（或者长度很短）的错误比特，这时再用信道纠正随机差错的编码技术（FEC）消除随机差错。
纠错数
（三）基本思路：
说明：
1）编码：
使用216卷积码；
相关代码：
%卷积编码%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
ori_data_t_1=reshape（ori_data_t,num_inf,2*channell）;%58*192
ori_data_t_2=zeros（num,2*channell）;%128*192
fori=1:
2*channell
seq=ori_data_t_1（:
i）';
seq_code=encode216（seq）';
ori_data_t_2（:
i）=seq_code;
end
ori_data=reshape（ori_data_t_2,1,2*num*channell）;%1*24576
编码函数：
functioncode=encode216（m）%输入信息序列
%g1=[1,0,0,0,0,0];g2=[1,1,0,0,1,1];
trel=poly2trellis（6,[4063]）;%定义网格
m1=[m,0,0,0,0,0,0];
code=convenc（m1,trel）;%卷积码编码
2）交织：
交织深度为32；
相关代码：
%编码交织%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
ori_data1=reshape（ori_data,deep,（2*num*channell）/deep）';%768*32
ori_data2=reshape（ori_data1,1,2*num*channell）;%1*24576
3）QPSK调制：
转换为96路相位信号（复数）；
代码：
%QPSK调制%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
ori_data_0=reshape（ori_data2,2,channell*num）;%拆分成两行12288列
ori_data_1=bi2de（ori_data_0','left-msb'）';%QPSK的未调制数据12288列M=4的数据
de_OFDM_1=modem.pskmod（4）;%生成调制器对象，设置qpsk调制
QPSK_data=modulate（de_OFDM_1,ori_data_1）;%1*12288复数形式
%channel_data=reshape（QPSK_data,channell,num）;%拆分成128行，每行10个复数128*10
channel_data=reshape（QPSK_data,num,channell）;%拆分成128行，每行96个复数128*96
4）插入导频：
32路已知序列；
代码：
%插入导频信号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
pliot_1=2*rand（128,32）;
pliot_2=2*rand（128,32）;%插入的导频信号，实数
pliot=pliot_1+pliot_2*1i;%插入的导频信号，复数
channel_data_1=zeros（128,128）;
fori=0:
31
channel_data_1（:
4*i+1）=pliot（:
i+1）;
channel_data_1（:
4*i+2）=channel_data（:
3*i+1）;
channel_data_1（:
4*i+3）=channel_data（:
3*i+2）;
channel_data_1（:
4*i+4）=channel_data（:
3*i+3）;
end
5）OFDM调制：
使用IFFT；
相关代码：
%OFDM信号产生%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
IFFT_data=zeros（128,128）;
fori=1:
128
IFFT_data（:
i）=ifft（channel_data_1（:
i）,128）;%128*128ifft数据
end
r_ifft_data=real（IFFT_data）;%实部128*128
i_ifft_data=imag（IFFT_data）;%虚部128*128
6）插入循环前缀：
这里选取长度为32；
相关代码：
%加入循环前缀%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
r_data=[r_ifft_data（num-num/4+1:
num,:
）;r_ifft_data];%保护间隔取传送数据的四分之一
i_data=[i_ifft_data（num-num/4+1:
num,:
）;i_ifft_data];%160*128
7）并串转换：
转换成1路；
代码：
%并串转换%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
r_out=reshape（r_data,1,（num+num/4）*channel）;%1*1600
i_out=reshape（i_data,1,（num+num/4）*channel）;%1*1600
data=r_out+i_out.*1i;
8）AWGN：
加入信噪比-10~20dB的噪声；
代码：
%AWGN信道%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
data_AWGN=awgn（data,SNR,'measured'）;%加入噪声
9）串并转换：
转换成128路；
代码：
%串并转换%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
r_rcv_data1=reshape（r_rcv_data,num+num/4,channel）;
i_rcv_data1=reshape（i_rcv_data,num+num/4,channel）;
10）OFDM解调：
FFT快速算法；
代码：
%OFDM解调FFT%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
de_OFDM_data=zeros（128,128）;
fori=1:
128
de_OFDM_data（:
i）=fft（rcv_data（:
i）,128）;%128*128矩阵
end
11）去导频：
取出过信道后导频序列；
12）信道估计：
计算收到每一路导频序列的，已知导频序列的，得到信道，利用线性插值得到每一路信息序列的；
13）均衡：
将每一路信号，，得到均衡后的信号频域，然后得到；
代码：
%信道估计与均衡（新的）
depliot=zeros（128,32）;
fori=0:
31
depliot（:
i+1）=de_OFDM_data（:
4*i+1）;
end
depliot_1=zeros（128,32）;
depliot_2=zeros（32,128）;
de_OFDM_0=zeros（128,32）;
fori=1:
32
depliot_1（:
i）=pliot（:
i）./depliot（:
i）;
%depliot_2（i,:
）=reshape（depliot_1（:
i）,1,128）;
%x=1:
128;
%hx=1:
128;
%de_OFDM_0（:
i）=interp1（x,depliot_2（i,:
）,hx,'pchip'）;%线性插值
end
de_OFDM_1=zeros（128,128）;
fori=0:
30
de_OFDM_1（:
4*i+1）=depliot_1（:
i+1）;
de_OFDM_1（:
4*i+2）=depliot_1（:
i+1）+（depliot_1（:
i+2）-depliot_1（:
i+1））/4;
de_OFDM_1（:
4*i+3）=depliot_1（:
i+1）+（depliot_1（:
i+2）-depliot_1（:
i+1））/2;
de_OFDM_1（:
4*i+4）=depliot_1（:
i+1）+（depliot_1（:
i+2）-depliot_1（:
i+1））/4*3;
end
de_OFDM_1（:
125）=depliot_1（:
32）;de_OFDM_1（:
126）=depliot_1（:
32）;
de_OFDM_1（:
127）=depliot_1（:
32）;de_OFDM_1（:
128）=depliot_1（:
32）;
de_OFDM_2=de_OFDM_data.*de_OFDM_1;%还原数据
de_OFDM_3=[];
fori=2:
4:
126
de_OFDM_3=[de_OFDM_3,de_OFDM_2（:
i:
i+2）];%提取出128*96数据部分
end
14）并串转换：
变为96路信息序列；
代码：
%并串转换%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
de_OFDM_data3=reshape（de_OFDM_3,1,channell*num）;%128*96
15）QPSK解调：
还原调制前的数据；
代码：
%QPSK解调%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
de_OFDM_data3_real=real（de_OFDM_data3）;
de_OFDM_data3_imag=imag（de_OFDM_data3）;
de_OFDM_4=zeros（1,2*length（de_OFDM_data3_real））;
%求方差%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
sigma=sum（abs（real（de_OFDM_data3）-real（QPSK_data））+abs（imag（de_OFDM_data3）-imag（QPSK_data）））/（2*length（de_OFDM_data3_r
升级会员 