OFDM调制及解调系统的设计 - 图文(2)

具体包括了发送端的串并转换、训练序列的插入、过采样的IFFT变换及加入循环前缀和接收端的循环前缀的去除、FFT变换、去除虚子载波、训练序列的接收以及并串转换。继续将系统框图细化： 信道估计仿真模型:

为了研究信道和噪声对OFDM传输系统的影响，采用加性高斯白噪声信道(AWGN)和多径瑞利衰落信道(MuhipathReyleighFading)模块进行仿真。 具体实现如下： 1． 信道编码

信道编码采用卷积码和交织编码进行信道级联编码。卷积码码率为1/2，仿真时设置k=1，G=[1 0 1 1 0 1 1；1 1 1 1 0 0 1]，将输入的90个0、1二进制数经过卷积编码后可得到192个0、1二进制数。交织编码采用24行8列的矩阵，按行写入，按列读出，交织编码可以有效的抗突发干扰。 卷积实现如下：

%************************beginning of file*****************************

%cnv_encd.m

%卷积码编码程序

function output=cnv_encd(G,k0,input)

% cnv_encd(G,k0,input),k0 是每一时钟周期输入编码器的 bit 数，

% G 是决定输入序列的生成矩阵，它有 n0 行 L*k0 列 n0 是输出 bit 数， % 参数 n0 和 L 由生成矩阵 G 导出，L 是约束长度。L 之所以叫约束长度 % 是因为编码器在每一时刻里输出序列不但与当前输入序列有关， % 而且还与编码器的状态有关，这个状态是由编码器的前(L-1)k0。 % 个输入决定的,通常卷积码表示为(n0,k0,m)，m=(L-1)*k0 是编码 % 器中的编码存贮个数，也就是分为 L-1 段，每段 k0 个

% 有些人将 m=L*k0 定义为约束长度，有的人定义为 m=(L-1)*k0 % 查看是否需要补 0，输入 input 必须是 k0 的整数部

%+++++++++++++++++++++++variables++++++++++++++++++++++++++++ % G 决定输入序列的生成矩阵

% k0 每一时钟周期输入编码器的 bit 数 % input 输入数据 % output 输入数据

%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

if rem(length(input),k0)>0

input=[input,zeros(size(1:k0-rem(length(input),k0)))]; end

n=length(input)/k0;

% 检查生成矩阵 G 的维数是否和 k0 一致 if rem(size(G,2),k0)>0

error('Error,G is not of the right size.') end

% 得到约束长度 L 和输出比特数 n0 L=size(G,2)/k0; n0=size(G,1);

% 在信息前后加 0，使存贮器归 0，加 0 个数为(L-1)*k0 个 u=[zeros(size(1:(L-1)*k0)),input,zeros(size(1:(L-1)*k0))];

% 得到 uu 矩阵,它的各列是编码器各个存贮器在各时钟周期的内容 u1=u(L*k0:-1:1);

%将加 0 后的输入序列按每组 L*k0 个分组，分组是按 k0 比特增加 %从 1 到 L*k0 比特为第一组，从 1+k0 到 L*k0+k0 为第二组，。。。。， %并将分组按倒序排列。 for i=1:n+L-2

u1=[u1,u((i+L)*k0:-1:i*k0+1)]; end

uu=reshape(u1,L*k0,n+L-1);

% 得到输出，输出由生成矩阵 G*uu 得到 output=reshape(rem(G*uu,2),1,n0*(L+n-1));

% ************************end of file***********************************

交织实现如下：

%************************beginning of file***************************** %interlacecode.m

function dout=interlacecode(din,m,n) %实现信道的交织编码

%din为输入交织编码器的数据，m，n分别为交织器的行列值

%+++++++++++++++++++++++variables++++++++++++++++++++++++++++ % din 输入数据

% m 交织器的行值 % n 交织器的列值 % dout 输出数据

%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

for j=1:m

temp(j,:)=din(j*n-(n-1):j*n); end

dout_temp=reshape(temp,1,length(din)); dout=dout_temp(1:end);

%************************end of file**********************************

%************************beginning of file***************************** %qpsk.m

%QPSK调制映射

function dout=qpsk(din)

%+++++++++++++++++++++++variables++++++++++++++++++++++++++++ % din 输入数据 % dout 输出数据

%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

din2=1-2*din;

din_temp=reshape(din2,2,length(din)/2); for i=1:length(din)/2,

dout(i)=din_temp(1,i)+j*din_temp(2,i); end

% ************************end of file***********************************

2． QPSK调制

在数字信号的调制方式中，使用了QPSK，这种调制方法具有较高的频谱利用率以及抗干扰性。实现代码见附件。 3． 插导频、矩阵变换

导频数据是在进行矩阵变换之前插入有效数据的，在系统设计中我们每8个有效数据插入一个导频，但是数据中间位置不插入导频。96个复数据插入10个导频后，一帧数据长度为106。

矩阵变换是为了降低系统的PAPR，采用方法的是改进Nyquist脉冲调整法（PS）。这里矩阵大小为106*128，滚将系数a=0.22。 具体实现如下：

%************************beginning of file***************************** %seq_train.m

%生成用于同步的训练符号 function dout=seq_train()

%第一帧产生短训练序列，第二帧产生长训练序列 %每个短训练符号由16个子载波组成，短训练序列 %是由伪随机序列经过数字调制后插0后，再经过 %IFFT之后得到的。具体过程如下：首先采用抽头 %系数为[1 0 0 1 ]的4级移位寄存器产生长度为

的伪随机序列之后末尾补0，经过QPSK调制之 %后的伪随机序列只在16的整数倍位置上出现，其 %余的位置补0，产生长度为128的序列，此序列再 %补128个0经过数据搬移后做256点的IFFT变换就 %得到16个以16为循环的训练序列，经过加循环前 %后缀就会产生20个相同的短训练序列。长训练序 %列的产生同短训练序列。

global seq_num

if seq_num==1

fbconnection=[1 0 0 1];

QPSKdata_pn=[m_sequence(fbconnection),0]; QPSKdata_pn=qpsk(QPSKdata_pn); elseif seq_num==2

fbconnection=[1 0 0 0 0 0 1];

QPSKdata_pn=[m_sequence(fbconnection),0];

QPSKdata_pn=qpsk(QPSKdata_pn); end

countmod=0; for k=1:128

if seq_num==1

if mod(k-1,16)==0 %生成16位循环的短训练符号 countmod=countmod+1;

trainsp_temp(k)=QPSKdata_pn(countmod); else

trainsp_temp(k)=0; end

elseif seq_num==2 if mod(k-1,2)==0

countmod=countmod+1;

trainsp_temp(k)=QPSKdata_pn(countmod); else

trainsp_temp(k)=0; end end end

dout=trainsp_temp;

% ************************end of file***********************************

4． IFFT变换

经过矩阵乘模块后，一帧数据长度为128，由于子载波个数为256，所以需要在数据后面补128个零。 具体实现如下：

%************************beginning of file***************************** ?t_my.m

%实现N点FFT运算

function dout=fft_my(din)

%本程序对输入序列din实现DIT——FFT基2算法，点数取大于等于din长度的2的幂次

%+++++++++++++++++++++++variables++++++++++++++++++++++++++++ % din 输入数据 % dout 输出数据

%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

m=nextpow2(din) ;

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