elsebegini=0;cp0=~cp0;end
end
endmodule
随机码序列产生器（m序列）：
modulePN_Seq（clk,reset_n,dataout）;
inputclk;
inputreset_n;
outputdataout;
reg[7:
1]c;
always@（posedgeclkornegedgereset_n）
begin
if（!
reset_n）
c<=7'b1001110;
else
begin
c[7]<=c[6];
c[6]<=c[5];
c[5]<=c[4];
c[4]<=c[3];
c[3]<=c[2];
c[2]<=c[1];
c[1]<=c[2]^c[3]^c[4]^c[7];
end
end
assigndataout=c[7];
endmodule
差分编码器：
moduledif（clk,reset_n,in,out）;
inputclk;
inputreset_n;
inputin;
outputout;
reg[1:
0]o;
always@（posedgeclkornegedgereset_n）
begin
if（!
reset_n）
o<=1;
else
begin
o<=in^o;
end
end
assignout=o;
endmodule
控制器：
moduleController（clk,reset_n,s,address,cp）;
inputclk;
inputreset_n;
inputcp;
inputs;//相对码
output[4:
0]address;
reg[4:
0]address_data;
reg[4:
0]count;
regsign;
always@（posedgecp）
begin
if（s==0）
count<=5'b10000;
elseif（s==1）count<=5'b00000;
sign<=1;
end
always@（posedgeclkornegedgereset_n）
begin
if（!
reset_n）
address_data<=5'b00000;
elsebegin
if（sign==1）
begin
address_data<=count;
sign<=0;
end
address_data<=address_data+1'b1;
if（address_data==32）
address_data<=5'b00000;
end
end
assignaddress=address_data;
endmodule
正弦波形查找表：
moduleLookUpTable（clk,reset_n,address,dataout）;//正弦载波采样表
inputclk;
inputreset_n;
input[4:
0]address;
output[7:
0]dataout;
reg[7:
0]LUT[0:
31];
always@（posedgeclkornegedgereset_n）
begin
if（!
reset_n）
begin
LUT[0]<=128;//用C编程计算出的查找表采样值填在这里
LUT[1]<=152;
LUT[2]<=176;
LUT[3]<=198;
LUT[4]<=218;
LUT[5]<=234;
LUT[6]<=245;
LUT[7]<=253;
LUT[8]<=255;
LUT[9]<=253;
LUT[10]<=245;
LUT[11]<=234;
LUT[12]<=218;
LUT[13]<=198;
LUT[14]<=176;
LUT[15]<=152;
LUT[16]<=128;
LUT[17]<=103;
LUT[18]<=79;
LUT[19]<=57;
LUT[20]<=37;
LUT[21]<=22;
LUT[22]<=10;
LUT[23]<=2;
LUT[24]<=0;
LUT[25]<=2;
LUT[26]<=10;
LUT[27]<=22;
LUT[28]<=37;
LUT[29]<=57;
LUT[30]<=79;
LUT[31]<=103;
end
end
assigndataout=LUT[address];
endmodule
3、功能仿真和时序仿真结果的波形
功能仿真：
时序仿真：
实验二MATLAB实验OFDM误码率仿真（AWGN）
一、实验目的：
1、掌握OFDM的基本原理。
2、掌握用Matlab搭建OFDM系统的基本方法
3、用MATLAB进行OFDM系统在AWGN信道下误码率分析。
二、实验报告要求
1.所有程序完整的源代码（.m文件）以及注释。
2.仿真结果。
对于所有的图形结果（包括波形与仿真曲线等），将图形保存成.tif或者.emf的格式并插入word文档。
三、实验结果
1、所有程序完整的源代码（.m文件）以及注释：
%16QAM的调制函数
function[complex_qam_data]=qam16（bitdata）
%modulationof16QAM,modulatebitdatato16QAMcomplexsignal
X1=reshape（bitdata,4,length（bitdata）/4）';
d=1;%mindistanceofsymble
fori=1:
length（bitdata）/4;
forj=1:
4
X1（i,j）=X1（i,j）*（2^（4-j））;
end
source（i,1）=1+sum（X1（i,:
））;%converttothenumber1to16
end
mapping=[-3*d3*d;
-d3*d;
d3*d;
3*d3*d;
-3*dd;
-dd;
dd;
3*dd;
-3*d-d;
-d-d;
d-d;
3*d-d;
-3*d-3*d;
-d-3*d;
d-3*d;
3*d-3*d];
fori=1:
length（bitdata）/4
qam_data（i,:
）=mapping（source（i）,:
）;%datamapping
end
complex_qam_data=complex（qam_data（:
1）,qam_data（:
2））;
%16QAM的解调函数。
function[demodu_bit_symble]=demoduqam16（Rx_serial_complex_symbols）
%将得到的串行16QAM数据解调成二进制比特流
complex_symbols=reshape（Rx_serial_complex_symbols,length（Rx_serial_complex_symbols）,1）;
d=1;
mapping=[-3*d3*d;
-d3*d;
d3*d;
3*d3*d;
-3*dd;
-dd;
dd;
3*dd;
-3*d-d;
-d-d;
d-d;
3*d-d;
-3*d-3*d;
-d-3*d;
d-3*d;
3*d-3*d];
complex_mapping=complex（mapping（:
1）,mapping（:
2））;
fori=1:
length（Rx_serial_complex_symbols）;
forj=1:
16;
metrics（j）=abs（complex_symbols（i,1）-complex_mapping（j,1））;
end
[min_metricdecode_symble（i）]=min（metrics）;%将离某星座点最近的值赋给decode_symble（i）
end
decode_bit_symble=de2bi（（decode_symble-1）','left-msb'）;
demodu_bit_symble=reshape（decode_bit_symble',1,length（Rx_serial_complex_symbols）*4）;
%加窗函数
function[rcosw]=rcoswindow（beta,Ts）
%定义升余弦窗，其中beta为滚降系数，Ts为包含循环前缀的OFDM符号的长度,Ts为正偶数
t=0:
（1+beta）*Ts;
rcosw=zeros（1,（1+beta）*Ts）;
fori=1:
beta*Ts;
rcosw（i）=0.5+0.5*cos（pi+t（i）*pi/（beta*Ts））;
end
rcosw（beta*Ts+1:
Ts）=1;
forj=Ts+1:
（1+beta）*Ts+1;
rcosw（j-1）=0.5+0.5*cos（（t（j）-Ts）*pi/（beta*Ts））;
end
rcosw=rcosw';%变换为列向量
%OFDM主程序
clearall;
closeall;
carrier_count=200;%子载波数
symbols_per_carrier=12;%每子载波含符号数
bits_per_symbol=4;%每符号含比特数,16QAM调制
IFFT_bin_length=512;%FFT点数
PrefixRatio=1/4;%保护间隔与OFDM数据的比例1/6~1/4
GI=PrefixRatio*IFFT_bin_length;%每一个OFDM符号添加的循环前缀长度为1/4*IFFT_bin_length即保护间隔长度为128
beta=1/32;%窗函数滚降系数
GIP=beta*（IFFT_bin_length+GI）;%循环后缀的长度20
SNR=15;%信噪比dB
%==================================================
%================信号产生===================================
baseband_out_length=carrier_count*symbols_per_carrier*bits_per_symbol;%所输入的比特数目
carriers=（1:
carrier_count）+（floor（IFFT_bin_length/4）-floor（carrier_count/2））;%共轭对称子载波映射复数数据对应的IFFT点坐标
conjugate_carriers=IFFT_bin_length-carriers+2;%共轭对称子载波映射共轭复数对应的IFFT点坐标
baseband_out=round（rand（1,baseband_out_length））;%输出待调制的二进制比特流
%==============16QAM调制====================================
complex_carrier_matrix=qam16（baseband_out）;%列向量
complex_carrier_matrix=reshape（complex_carrier_matrix',carrier_count,symbols_per_carrier）';%symbols_per_carrier*carrier_count矩阵
figure
（1）;
plot（complex_carrier_matrix,'*r'）;%16QAM调制后星座图
title（'16QAM调制后星座图'）
axis（[-4,4,-4,4]）;
gridon
%=================IFFT===========================
IFFT_modulation=zeros（symbols_per_carrier,IFFT_bin_length）;%添0组成IFFT_bin_lengthIFFT运算
IFFT_modulation（:
carriers）=complex_carrier_matrix;%未添加导频信号，子载波映射在此处
IFFT_modulation（:
conjugate_carriers）=conj（complex_carrier_matrix）;%共轭复数映射
%=================================================================
signal_after_IFFT=ifft（IFFT_modulation,IFFT_bin_length,2）;%OFDM调制即IFFT变换
time_wave_matrix=signal_after_IFFT;%时域波形矩阵，行为每载波所含符号数，列ITTF点数，N个子载波映射在其内，每一行即为一个OFDM符号
%=====================添加循环前缀与后缀============
XX=zeros（symbols_per_carrier,IFFT_bin_length+GI+GIP）;
fork=1:
symbols_per_carrier;
fori=1:
IFFT_bin_length;
XX（k,i+GI）=signal_after_IFFT（k,i）;
end
fori=1:
GI;
XX（k,i）=signal_after_IFFT（k,i+IFFT_bin_length-GI）;%添加循环前缀
end
forj=1:
GIP;
XX（k,IFFT_bin_length+GI+j）=signal_after_IFFT（k,j）;%添加循环后缀
end
end
time_wave_matrix_cp=XX;%添加了循环前缀与后缀的时域信号矩阵,此时一个OFDM符号长度为IFFT_bin_length+GI+GIP=660
%==============OFDM符号加窗================================
windowed_time_wave_matrix_cp=zeros（1,IFFT_bin_length+GI+GIP）;
fori=1:
symbols_per_carrier
windowed_time_wave_matrix_cp（i,:
）=real（time_wave_matrix_cp（i,:
））.*rcoswindow（beta,IFFT_bin_length+GI）';%加窗升余弦窗
end
%========================生成发送信号，并串变换=====================
windowed_Tx_data=zeros（1,symbols_per_carrier*（IFFT_bin_length+GI）+GIP）;
windowed_Tx_data（1:
IFFT_bin_length+GI+GIP）=windowed_time_wave_matrix_cp（1,:
）;
fori=1:
symbols_per_carrier-1;
windowed_Tx_data（（IFFT_bin_length+GI）*i+1:
（IFFT_bin_length+GI）*（i+1）+GIP）=windowed_time_wave_matrix_cp（i+1,:
）;%并串转换，循环后缀与循环前缀相叠加
end
%=======================================================
Tx_data=reshape（windowed_time_wave_matrix_cp',（symbols_per_carrier）*（IFFT_bin_length+GI+GIP）,1）';%加窗后循环前缀与后缀不叠加的串行信号
%=================================================================
temp_time1=（symbols_per_carrier）*（IFFT_bin_length+GI+GIP）;%加窗后循环前缀与后缀不叠加发送总位数
figure
（2）
subplot（2,1,1）;
plot（0:
temp_time1-1,Tx_data）;%循环前缀与后缀不叠加发送的信号波形
gridon
ylabel（'Amplitude（volts）'）
xlabel（'Time（samples）'）
title（'循环前后缀不叠加的OFDMTimeSignal'）
temp_time2=symbols_per_carrier*（IFFT_bin_length+GI）+GIP;
subplot（2,1,2）;
plot（0:
temp_time2-1,windowed_Tx_data）;%循环后缀与循环前缀相叠加发送信号波形
gridon
ylabel（'Amplitude（volts）'）
xlabel（'Time（samples）'）
title（'循环前后缀叠加的OFDMTimeSignal'）
%===============加窗的发送信号频谱=================================
symbols_per_average=ceil（symbols_per_carrier/5）;%符号数的1/5，10行
avg_temp_time=（IFFT_bin_length+GI+GIP）*symbols_per_average;%点数，10行数据，10个符号
averages=floor（temp_time1/avg_temp_time）;
average_fft（1:
avg_temp_time）=0;%分成5段
fora=0:
（averages-1）
subset_ofdm=Tx_data（（（a*avg_temp_time）+1）:
（（a+1）*avg_temp_time））;%利用循环前缀后缀未叠加的串行加窗信号计算频谱
subset_ofdm_f=abs（fft（subset_ofdm））;%分段求频谱
average_fft=average_fft+（subset_ofdm_f/averages）;%总共的数据分为5段，分段进行FFT，平均相加
end
average_fft_log=20*log10（average_fft）;
figure（3）
subplot（2,1,2）
plot（（0:
（avg_temp_time-1））/avg_temp_time,average_fft_log）%归一化0/avg_temp_time:
（avg_temp_time-1）/avg_temp_time
holdon
plot（0:
1/IFFT_bin_length:
1,-35,'rd'）
gridon
axis（[00.5-40max（average_fft_log）]）
ylabel（'Magnitude（dB）'）
xlabel（'NormalizedFrequency（0.5=fs/2）'）
title（'加窗的发送信号频谱'）
%====================添加噪声=================================
Tx_signal_power=var（windowed_Tx_data）;%发送信号功率
linear_SNR=10^（SNR/10）;%线性信噪比
noise_sigma=Tx_signal_power/linear_SNR;
noise_scale_factor=sqrt（noise_sigma）;%标准差sigma
noise=randn（1,（（symbols_per_carrier）*（IFFT_bin_length+GI））+GIP）*noise_scale_factor;%产生正态分布噪声序列
Rx_data=windowed_Tx_data+noise;%接收到的信号加噪声
%=============接收信号串/并变换去除前缀与后缀==================
Rx_data_matrix=zeros（symbols_per_carrier,IFFT_bin_length+GI+GIP）;
fori=1:
symbols_per_carrier;
Rx_data_matrix（i,:
）=Rx_data（1,（i-
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