(1)y=awgn(x,SNR)在信号x中加入高斯白噪声。信噪比SNR以dB为单位。x的强度假定为0dBW。如果x是复数,就加入复噪声。
(2)y=awgn(x,SNR,SIGPOWER)如果SIGPOWER是数值,则其代表以dBW为单位的信号强度;如果SIGPOWER为''measured'',则函数将在加入噪声之前测定信号强度。y = awgn(x,SNR,SIGPOWER,STATE)重置RANDN的状态。
(3)y=awgn(…,POWERTYPE)指定SNR和SIGPOWER的单位。POWERTYPE可以是''dB''或''linear''。如果POWERTYPE是''dB'',那么SNR以dB为单位,而SIGPOWER以dBW为单位。如果POWERTYPE是''linear'',那么SNR作为比值来度量,而SIGPOWER以瓦特为单位。
本程序采用的是ReData=awgn(TrData,SNR,’measured’)来给复数发射数据TrData加入高斯噪声。
4.2.7 接受信号
完成解调之后下面就是进行解调信号的判决得到接收信号,程序中将发送段的原始信号和接收端的信号的波形输了出来。通过将图中发送数据和接收到的数据进行对比发现,经过OFDM系统的传输后,信号的误码率为0,对抗码间干扰和时延扩展有很好的效果。实际OFDM系统中,子载波的数目较大时,系统的误码率也是非常低的。
4.3 系统误码率的分析
主要通过比较发送端和接收端的信号是否相同,用noe来计算错误的个数,在没有接到信号的时候,noe设置为0,是通过发送信号的每一位和接收信号的每一位进行比较,不同noe就加1,用错误的个数noe和信号的长度nod的比值就是误码率ber。系统的仿真参数为:128个子载波,IFFT/FFT长度为128,采用QPSK调制,循环前缀的长度为32,每帧含有6个OFDM符号,没有采用前向纠错码,信噪比为10dB。
具体的m语言程序为: noe2=sum(abs(ReSig-Signal)); nod2=length(Signal); noe=noe+noe2; nod=nod+nod2; if noe2 ~=0 eop=eop+1; else
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eop=eop; end eop; nop=nop+1;
fprintf('%d\\t%e\\t%d\\n',iii,noe2/nod2,eop); end per=eop/nop; ber=noe/nod;
4.4 实验仿真结果
发送信号10.5y0020406080100120x接受信号14016018020010.50020406080100120140160180200
图4-1 发送信号与接受信号的比较
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ifft变换之后的I路波形0.60.40.20-0.20204060100120140xifft变换之后的Q路波形80160180200yy0.20.10-0.1-0.2020406080100x120140160180200
图4-2 IFFT变换之后的波形
加噪声后I路波形0.60.4幅度0.20-0.20204060100120时间加噪声后Q路波形801401601802000.60.4幅度0.20-0.2020406080100时间120140160180200
图4-3 加噪之后波形
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未加入噪声时候的波形0.20.10-0.1-0.2020406080100120
140160180200加入噪声后的波形0.60.40.20-0.2020406080100x120140160180200y
图4-4 加噪前后对比
调制后信号的星座图10.80.60.40.2Q路0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1-0.8-0.6-0.4-0.20I路0.20.40.60.81
图4-5 QPSK调制后星座图
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4.5 OFDM的性能比较
OFDM是一种多载波技术,采用多个正交的子载波并行传输数据,并使用快速傅里叶变换技术实现信号的调制与解调,它的主要优点为:
(1)带宽利用率高
在传统的并行传输系统中,整个带宽经分割后送到子信道中,各个子信道频带严格分离,接收端通过带通滤波器滤除带外的信号来接收每个子信道的数据,这种方法最大的缺点是频谱利用率低,造成频谱的浪费。而在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交,频谱相互重叠,可以使得系统的频谱效率提高了近一倍,同时还减少了子载波之间的相互干扰。当子载波个数很大时,系统的频带利用率趋于Nyquist极限。
(2)采用了快速离散傅里叶变换技术(FFT)
在发送端采用了快速傅里叶反变换(IFFT),把频谱的调制信号转化为时域的信号发送出去,在接收端,通过FFT把接收的时域信号转化成频域信号,然后进行判决解调,恢复频域的调制信息,采用FFT技术大大降低OFDM系统的实现复杂性,原先OFDM的实现需要多个调制解调器,电路十分复杂,而采用了FFT技术后,可以快速实现OFDM信号的调制与解调,电路也变得十分简单,而且,近年来随着数字信号技术的迅速发展,许多DSP芯片的运算能力越来越快,更进一步推动了OFDM技术的应用和发展。
(3)可以有效地对抗码干扰和突发噪声
OFDM采用并行传输机制,将信息分散到大量子载波中,将单路的高速数据流比特速率R化为比特率为R/N的N个子数据流,使调制符号的持续时间大于信道的时延扩展,减少系统对迟延扩展的敏感程度,能在较大的失真和突发脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。在衰落信道中所受到的ISI干扰就相对小多了,此外,OFDM采用了时域插入循环扩展的保护间隔的方法,使保护间隔大于多径的最大时延扩展,可以进一步消除多径效应所带来的ISI和载波间干扰ICI,保持子载波之间的正交性。
(4)抗衰落能力强
OFDM系统结合信道估计、编码、交织技术,把移动信道出现的频率选择性衰落平均到整个信号带宽和交织深度上。利用交织可将突发随机错误分散,编码可进一步纠错,以恢复遭到严重破坏的数据,同时信道估计技术可以给译码判决提供信道状态信息。总之,这些技术在接收端可以有效的对付频率选择性衰落。
尽管OFDM技术具有很多优点,但也存在一些固有的缺点:
(1)由于OFDM系统内存在多个正交子载波,而且其输出信号是多个子信道的叠
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