Input type: Bit Constellation ordering: Gray Phase offset: pi / 4 Receive delay: 22 – before RS encoder 30 – after RS encoder Buffer size: 90 Buffer overlap: 0 Window type: Hann FFT length: 1024 Number of spectral averages: 16 Frequency range: [ -Fs / 2 … Fs / 2] Samples per symbol: 1 Point displayed: 100 New point per display: 50 COFDM 系统各模块结构及参数设置 四、 COFDM仿真结果:
采用上述系统仿真,设置仿真时间为0.01999s
(1)得到第500帧(Frame)时的 COFDM基带信号波形图:
图(5) 发射器输出的 COFDM基带信号波形
图(6) 接收器输出的COFDM基带信号波形 (图形上方是实部波形,下方是虚部波形)
(2)COFDM发射机和接收机功率谱密度如下:
发射机功率谱密度 接收机功率谱密度
由于 COFDM 符号的功率谱密度S?f度之和
?2为N个子载波上信号的功率谱密
2S?f??21?diTNi?0N?1sin[??f?fi?T]??f?fi?T
对上式分析发现,当N增大时,f???0.5,0.5?内幅频特性会更加平坦,边缘会更加陡峭,因此能逼近理想的低通滤波器。
(3)COFDM 系统在QPSK 调制下的星座图:
发射器输出信号星座图 接收器输出信号星座图
可见经过COFDM 系统传输处理过的信号星座图较发射器输出信号的星座图而言更加均匀和清晰。
(4)编码前后误码率比较:
编码前误码率 编码后误码率
由图可知,未经过RS编码器、解码器的信号误码率为0.6827%;经过RS编码器、解码器的信号误码率为0.03651%。编码后,误码率大大减低。由此可见,加入 RS编码对系统的性能有着极大地改善。
五、 COFDM信道分析以及加噪声比较分析
COFDM信道模块如下:
(1)瑞利衰落信道模块
上图multipath Rayleigh Fading为瑞利衰落信道模块,瑞利衰落信道(Rayleigh f
ading channel)是一种无线电信号传播环境的统计模型。这种模型假设信号通过无线信道之后,其信号幅度是随机的,即“衰落”,并且其包络服从瑞利分布。瑞利分布是一个均值为0,方差为σ2的平稳窄带高斯过程,其包络的一维分布是瑞利分布。其表达式及概率密度如下所示:
瑞利分布是最常见的用于描述平坦衰落信号接收包络或独立多径分量接受包络统计时变特性的一种分布类型。两个正交高斯噪声信号之和的包络服从瑞利分布。此模块便是用来实现对瑞利衰落模拟。 其参数设置如下
(2)加性高斯白噪声信道模块
AWGN Channel为加性高斯白噪声信道模块,加性高斯白噪声 AWGN(Additive
White Gaussian Noise) 是最基本的噪声与干扰模型。在通信上指的是一种通道模型(channel model),此通道模型唯一的信号减损是来自于宽带(Wideband)的线性加成或是稳定谱密度(以每赫兹瓦特的带宽表示)与高斯分布振幅的白噪声。加性噪声:叠加在信号上的一种噪声,通常记为n(t),而且无论有无信号,噪声n(t)都是始终存在的。因此通常称它为加性噪声或者加性干扰。白噪声:噪声的功率谱密度在所有的频率上均为一常数,则称这样的噪声为白噪声。如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布,则称这样的噪声为高斯白噪声。
其参数设置如下:
以上模块是用来模拟仿真实际工作状况下信道的基本特征,系统中的信号通过这种信道克近似看成正常通信环境中的信号传输处理。下面,我们对此信道、加入高斯噪声、瑞利噪声以及莱斯噪声检验此系统在不同信噪比情况下对不同加性噪声环境中抗干扰的能力。