实验四OFDM正交频分复用的调制与解调.docx

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实验四OFDM正交频分复用的调制与解调

实验三OFDM正交频分复用的调制与解调

实验要求：

1、学生按照实验指导报告独立完成相关实验的内容；

2、上机实验后撰写实验报告，记录下自己的实验过程，记录实验心得。

3、以电子形式在规定日期提交实验报告。

实验指导

一实验原理

　OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）是MCMMulti-CarrierModulation，多载波调制的一种。

其主要思想是：

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，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。

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。

在向B3G/4G演进的过程中，OFDM是关键的技术之一，可以结合分集，时空编码，干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术，最大限度的提高了系统性能。

包括：

V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MMIO-OFDM,多带-OFDM。

OFDM中的各个载波是相互正交的，每个载波在一个符号时间内有整数个载波周期，每个载波的频谱零点和相邻载波的零点重叠，这样便减小了载波间的干扰。

由于载波间有部分重叠，所以它比传统的FDMA提高了频带利用率。

　　在OFDM传播过程中，高速信息数据流通过串并变换，分配到速率相对较低的若干子信道中传输，每个子信道中的符号周期相对增加，这样可减少因无线信道多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的码间干扰。

另外，由于引入保护间隔，在保护间隔大于最大多径时延扩展的情况下，可以最大限度地消除多径带来的符号间干扰。

如果用循环前缀作为保护间隔，还可避免多径带来的信道间干扰。

　　在过去的频分复用（FDM）系统中，整个带宽分成N个子频带，子频带之间不重叠，为了避免子频带间相互干扰，频带间通常加保护带宽，但这会使频谱利用率下降。

为了克服这个缺点，OFDM采用N个重叠的子频带，子频带间正交，因而在接收端无需分离频谱就可将信号接收下来。

OFDM系统的一个主要优点是正交的子载波可以利用快速傅利叶变换（FFT/IFFT）实现调制和解调。

对于N点的IFFT运算，需要实施N2次复数乘法，而采用常见的基于2的IFFT算法，其复数乘法仅为（N/2）log2N，可显著降低运算复杂度。

　在OFDM系统的发射端加入保护间隔，主要是为了消除多径所造成的ISI（子载波之间的正交性遭到破坏而产生不同子载波之间的干扰）。

其方法是在OFDM符号保护间隔内填入循环前缀，以保证在FFT周期内OFDM符号的时延副本内包含的波形周期个数也是整数。

这样，时延小于保护间隔的信号就不会在解调过程中产生ISI。

二实验内容

基于IFFT/FFT实现的OFDM系统方框图如下所示

三实验过程

在Matlab中新建M文件输入程序，保存到OFDM_send_matlab文件夹中后运行，分析实验结果。

四实验结果

OFDM的时域和频域波形如下

时域：

频域：

五实验分析与总结