OFDM误码率性能分析与研究.doc

OFDM误码率性能分析与研究 Analysis and Study of Performance of OFDM BER 摘要：本文通过MATLAB编程实现正交频分复用（OFDM）的系统仿真，系统采用卷积码和交织码级连的差错控制编码。以高斯噪声信道和电力线信道为例，用本仿真系统分别计算出了无差错控制编码和有差错控制编码情况下误码率与信噪比的关系。结果表明，加入差错控制编码使误码率达到10-3时对信噪比的要求有很大减小。系统误码率随信噪比增加以近似二次曲线下降或部分近似二次曲线下降，以不同系数的二次曲线分别进行模拟，可以控制差值在0.005~0.02范围内。 关键词：正交频分复用（OFDM），卷积编码，交织编码，信噪比，误码率 ABSTRACT: This test realized emulational system of OFDM through MATLAB programming, adopted error control coding of concatenation of convolutional codes and interlaced codes. In Gaussian noise channel and power line channel， this emulational system calculate out relationship between bit error rates and signal to noise ratios. Result indicates, it is reduce the request of SNR when made bit error rate arrive at 10-3 that joining error control coding. The bit error rates of system decrease similar to conic drop or part of it similar to conic drop, imitate separately with the conic of different coefficient, can control difference in 0.005~0.02 ranges. KEY WORDS: OFDM, convolutional codes, interlaced codes, signal to noise ratios (SNR), bit error rates 引言 并行传送数据和正交频分复用的概念于50～60年代被提出。1970年，OFDM专利发表，其基本思想是通过允许子信道频谱重叠且不互相影响的频分复用(FDM)的方法并行传送数据，以避免使用高速均衡器，并具有较强的抗脉冲噪声及多径衰落能力。同时，因允许频率重叠，所以具有很高的频谱利用率。早期的OFDM系统中，发信机和相关接收机所需的副载波阵列是由正弦信号发生器产生的，且相关接收时各副载波要严格同步。因此，当子信道数很大时，系统是非常复杂和昂贵的。1971年，Weinstein和Ebert提出使用离散傅立叶变换（DFT）进行OFDM系统中的调制和解调功能，简化了复杂的振荡器阵列以及相关接收机中本地载波之间严格同步问题，为OFDM的全数字实现方案作了理论准备。最近，随着VLSI的迅速发展，已经出现了高速大阶数的FFT专用芯片及可用软件快速实现FFT的数字信号处理（DSP）通用芯片，且价格低廉，从而使利用FFT实现OFDM的技术成为可能。 OFDM系统原理 ODFM所发送的信号就是由一组正交信号作为副载波，码元周期，不归零方波作为基带码型调制而成的。接收机解调器也是由这样一组正交信号在内分别与发送信号进行相关运算而解调的。 考虑一个周期内传送的符号序列，每一个符号是经过基带调制后复信号,串行符号序列的间隔为，是系统的符号传输速率。串并转换之后,它们分别调制个子载波，这个子载波频分复用整个信道带宽,相邻子载波之间的频率间隔为，符号周期从增加到。合成的传输信号可以用其低通复包络表示。 （1-1） 若以符号传输速率为采样速率对进行采样，在一个周期之内，共有个采样值。令，采样序列可以用符号序列 的离散付氏逆变换表示。即 （1-2） 因此,OFDM系统的调制和解调过程等效于离散付氏逆变换和离散付氏变换处理。图1.1中(a)和(b)分别给出了OFDM系统的发射机和接收机的实现框图。从图中可以看出，其核心是离散付氏变换，若采用数字信号处理(DSP)技术和FFT快速算法，实现比较简单。 OFDM系统仿真 2.1仿真系统结构 图2.1为OFDM仿真系统结构框图，MATLAB编程实现OFDM系统。信号