基于MATLAB与FPGA的OFDM调制解调器设计与仿真实现 制后形成调制信息，然后插入导频，串并转换后加入子载波，用IFFT进行OFDM调制、并串转换后插入循环前缀并加窗。数模（D/A）转换后RF发送。信道为加性高斯白噪声信道（AWGN）。
接收端处理流程：接收到的信号首先进行下变频、模数（D/A）转换和低通滤波操作；然后在定时和频率同步的前提下，去除循环前缀、串并转换后，用FFT变换分解出频域信号；然后进行并串转换，在信道估计和信道补偿的同时，去除导频，信道估计器和信道均衡器分别对信道衰落进行估计和补偿；接着对均衡后的信号进行相应的数字解调、解交织和信道译码操作，以恢复出原始的信息序列。
OFDM作为许多通信标准的关键技术，有着其特有的优势，当然也存在一些缺点。在参考相关文献以后，现对OFDM的优缺点进行总结，如表2.1所示。
表2.1 OFDM的优缺点
1) 频谱效率高（子载波之间相互重叠，节省了频谱资源） 2) 抗抗多径衰落能力强（信号多路窄带传输，信道水平衰落） 优 点 3) 传输数据速率高（并行传输数据） 4) 带宽扩展性强（信号带宽取决于使用的子载波的数量） 5) 频谱资源灵活分配（灵活选择适合的子载波进行传输，实现动态频域资源分配） 1) 对系统定时和频率偏移敏感（容易引起ISI和ICI） 缺 点 2) 存在较高的峰值平均功率比（PARR） 3) 所需线性范围宽（对放大器的线性范围要求更高）
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3 基于MATLAB的OFDM全过程仿真与性能仿真分析
3.1 MATLAB简介
MATLAB是MathWorks公司的数字处理软件。用于数字处理、分解及其可视化等。
包括MATLAB和SIMULINK两部分。
本章节主要包括两个部分：第一部分利用MATLAB工具进行OFDM全过程仿真分析；第二部分利用MATLAB进行OFDM性能仿真分析。(本章节参考文献[6][8][10])
3.2 基于MATLAB的OFDM全过程仿真分析
3.2.1 仿真参数设置
系统参数设置如表3.1所示。
表3.1 MATLAB仿真参数设置
信道带宽(MHZ) -3dB带宽(MHZ) 子载波间隔(MHZ) IFFT点数 子载波数量 导频数量 调制方式 编码效率 20 16.56 0.3125 64 52 4 QPSK 1/2 有用OFDM符号持续时间(?s) 保护间隔持续时间(?s) 每个OFDM符号持续时间(?s) 训练序列长度(?s) 数据速率(Mbit/s) OFDM符号速率(symbol/s) 比特速率(Mbit/s) 频谱效率( bit/s/Hz) 3.2 0.8 4 16 12 250000 26 1.3 其中，选择QPSK调制方式，编码效率为1/2，即每个载波的比特数为2。那么
比特率?OFDM符号速率?子载波数量?每个子载波的比特数 （Mbit/s） ?250000?52?2?26
频谱效率?信息速率/带宽?2620?1.（3bit/s/HZ） 3.2.2 仿真流程设置
OFDM调制解调过程仿真流程设置如图3.1所示。
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图3.1 OFDM调制解调过程仿真流程设置
3.2.3 仿真过程分析
根据前面的仿真流程，首先产生相应的OFDM信号。根据前面的仿真参数，子载波数目52个，每个子载波中OFDM符号数6个，每OFDM符号数所含的比特数2bit，运行程序后，可产生一包括52?2?6?624个由0、1构成的一维数组，即待传数据，如图3.2所示。
图3.2 随机二进制数据
首先将随机二进制数据串并转换成52?12组信号。然后进行QPSK调制。分别在
44444。为01时对应3?。10时对应7?。11时对应?。 QPSK调制星座图如图3.3所示。
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?、3?、5?、7?这四个相位进行调制。数据为00时对应5?
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图3.3 QPSK调制星座图
基带调制以后。所有数据进行串并转换（串行数据并行传输）。并行数据分别进行快速傅里叶逆变换（IFFT）。一帧OFDM数据包含六个符号。其时域波形如图3.4所示。
图3.4 IFFT变换后的OFDM时域图
快速傅里叶逆变换后的数据需插入循环前缀。以形成保护间隔。方法是截取每一组数据的后面1/4部分移至其前端。截取长度L?(14)?T[IFFT]即可。插入循环前缀以后。时域波形如图3.5所示。
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图3.5 添加保护间隔后的OFDM时域波形图
将添加保护间隔以后的信号串并转换以后。即得一帧待发送的OFDM信号。其时域波形如图3.6所示。
图3.6 待发送的一帧OFDM信号时域图
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