基于System View软件设计OFDM通信系统实习
实验目的
- 理解移动通信系统的基本概念
- 理解移动通信系统的基本组成与原理
- 掌握移动通信系统的仿真设计方法
第一章 正交频分复用(OFDM)原理概述
1.1 OFDM的发展及现状
正交频分复用(OFDM)是一种把高速率的串行数据通过频分复用来实现并行传输的多载波传输技术,其思想早在20世纪60年代就己经提出了,但由于并行传输系统需要基带成形捧波器阵列,正弦波载波发生器阵列及相干解调阵列,采用传统的模拟的方法实现是相当复杂的、昂贵的,因而早期并没有得到实际应用。1971年,Weistein和Ebert提出了用离散傅立叶变换(DFT)来实现多载波调制,人们开始研究并行传输的多载波系统的数字化实现方法,将DFT运用到OFDM的调制解调中,为OFDM的实用化奠定了基础,大大简化了多载波技术的实现。运用DFT实现的OFDM系统的发送端不需要多套的正弦发生器,而接收端也不需要用多个带通滤波器来检测各路子载波,但由于当时的数字信号处理技术的限制,OFDM 技术并没有得到广泛应用。80年代,人们对多载波调制在高速调制解调器、数字移动通信等领域中的应用进行了较为深入的研究,L.J.Cimini首先分析了OFDM在移动通信中应用中存在的问题和解决方法,从此以后,OFDM在无线移动通信领域中的应用得到了迅猛的发展。
近年来由于数字信号处理技术 (Digital Signal Processing, DSP)和大规模集成电路CPLD技术的飞速发展,使得当载波数目高达几千时也可以通过专用芯片来实现其DFT变换,大大推动了OFDM技术在无线通信环境中的实用化,OFDM技术在高速数据传输领域受到了人们的广泛关注。OFDM已经成功的应用于数字音频广播系统 (Digital Audio BroadcasTIng, DAB)、数字视频广播系统(Digital Video BroadcasTIng, DVB)、无线电局域网( Wireless Local Area Network, WLAN),非对称数字用户环路ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)等系统中。1995年,欧洲电信标准协会(ETSI)首次提出DAB标准,这是第一个采用OFDM的标准[5]。1999年12月,IEEE802.lla 一个工作在5GHz的无线局域网标准,其中采用了OFDM 调制技术作为其物理层(PRY)标准,欧洲电信标准协会的宽带射频接入网(Broad Radio Access Network, BRAN)的局域网标准也采用OFDM技术。在我国,信息产业部无线电管理局也于2001年8月31日批准了中国网通开展OFDM固定无线接入系统CelerFlex的试验,该系统目前己经开通 ,并进行了必要的测试和业务演示。
目前,人们开始集中精力研究和开发OFDM在无线移动通信领域的应用,并将 OFDM技术与多种多址技术相结合。此外,OFDM技术还易于结合空时编码以及智能天线等技术,最大程度提高物理层信息传输的可靠性。
1.1.1 OFDM的关键技术
由于OFDM系统中存在多个相互正交的子载波,而且输出信号是多个子信道信号的叠加,所以在OFDM系统中存在以下几方面关键技术。
(1)峰均比技术
OFDM系统的弱点之一就是对峰值平均比比较敏感。相对于单载波系统,由于OFDM符号是多个子载波符号相加而成的,对于有N个子信道的OFDM系统来说,如果N路信号的相位相同时,所得的信号峰值功率为平均功率的N倍。当这种变化范围很大的信号通过诸如功率放大器这种非线性部件时,信号就会发生非线性失真,产生谐波,除此之外,还会增加A/D,D/A转换器的复杂度和准确性,因此,如何减小较大的PAR是OFDM系统面临的重要问题之一。
目前减小峰均值的方法可以分为三类:信号预畸变技术,编码技术和利用加干扰序列对OFDM符号进行加权处理以选择峰均比较小的符号来传输。其中,信号预畸变技术是在信号被放大之前,首先对功率大于阈值的信号进行非线性预畸变,比如限幅、峰值加窗、峰值消除等。编码方法是使用不会造成大峰值功率信号的编码图样,但是这种方法在子载波数量较大时,编码效率非常低。
(2)信道估计
在无线通信系统中,发射机和接收机之间的传播路径复杂,具有很大的随机性,很容易导致接收信号的相位、频率和幅度的失真。所以对接收机的性能提出了很大挑战,而信道估计器是克服这一问题的重要组成部分。通过信道估计,接收机可以得到无线信道的冲激响应从而对接收信号进行均衡。
信道估计算法主要有两类:基于训练序列的估计算法和盲估计算法。其中,基于训练序列的估计算法就是利用发送端和接收端都已知的序列进行信道估计,由于OFDM系统的时频二重性,既可以在时域内进行估计,也可以在频域内进行估计。该方法容易实现,算法简单,得到广泛应用。为了尽量获得精确估计值而又不浪费资源,训练序列间隔的设置原则为:时域间隔st和频域间隔sf应分别满足st<1/Bd,sf<1/max,其中Bd为多普列频移,max为最大时延。
盲估计利用接收数据的统计信息来实现,不需要训练序列,所以节约了带宽,但是该方法运算量大,不容易实现,在实时系统中的应用受到了限制。但由于其相对于基于训练序列的估计方法提高了系统效率,所以也越来越受到关注。
(3)同步技术
OFDM系统中,发射数据在N个子载波上并行传输,多个子载波上的数据之所以能够实现并行传输而互不干扰,主要是因为各个子载波具有正交性,当由于无线信道的时变性等原因引起频率偏差时,这种正交性受到破坏,就会导致子载波间的相互干扰。所以OFDM系统对频率偏移非常敏感。为了不破坏子载波间的正交性,在接收端要对传输过程中产生的频率偏移进行估计和补偿。
OFDM系统中的频率偏移有整数倍子载波间隔频偏和小数倍频偏。其中,整数倍频偏的抽样点仍然在顶点,只是子载波位置发生了改变,不会引起载波间干扰(ICI),这种频偏引起的符号错误率为50%。小数倍频偏破坏了子载波间的正交性,而引入ICI,在这种情况下,即使很小的频偏也会带来很大的性能损失。
在接收端对频偏的估计和补偿过程一般分为粗同步(捕获)和细同步(跟踪),即首先在时域内估计小数倍频偏,然后在频域内再完成整数倍频偏的估计。
1.1.2 OFDM的优点与不足
OFDM技术的优点
(1)在窄带带宽下也能够发出大量的数据。OFDM技术能同时分开至少1000个数字信号,而且在干扰的信号周围可以安全运行的能力将直接威胁到目前市场上已经开始流行的CDMA技术的进一步发展壮大的态势,正是由于具有了这种特殊的信号“穿透能力”使得OFDM技术深受欧洲通信营运商以及手机生产商的喜爱和欢迎。
(2)OFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化,由于通信路径传送数据的能力会随时间发生变化,所以OFDM能动态地与之相适应,并且接通和切断相应的载波以保证持续进行成功的通信。该技术可以自动地检测到在传输介质下,哪一个特定的载波存在高的信号衰减或干扰脉冲,然后采取合适的调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信。
(3)OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中,单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败,但是在多载波系统中,仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错。OFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区。高速的数据传播及数字语音广播都希望降低多径效应对信号的影响。
(4)OFDM技术可以有效地对抗信号波形间的干扰,适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时,只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响,其他的子载波未受损害,因此系统总的误码率性能要好得多。
(5)OFDM技术通过各个子载波的联合编码,具有很强的抗衰落能力。OFDM技术本身已经利用了信道的频率分集,如果衰落不是特别严重,就没有必要再加时域均衡器。通过将各个信道联合编码,可以使系统性能得到提高。
(6)OFDM技术可以使用硬件模块集成基于IFFT/FFT的算法,通过这种方式实现的OFDM系统的运行速度,主要取决于硬件电路的运行速度,同时也简化了系统实现的复杂程度。
(7)OFDM技术的信道利用率很高,这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要;当子载波个数很大时,系统的频谱利用率趋于2baud/Hz。
OFDM技术的不足
(1)对频偏和相位噪声比较敏感。OFDM技术区分各个子信道的方法是利用各个子载波之间严格的正交性。频偏和相位噪声会使各个子载波之间的正交特性恶化,仅仅1%的频偏就会使信噪比下降30dB。因此,OFDM系统对频偏和相位噪声比较敏感。
(2)功率峰值与均值比(PAPR)大,导致射频放大器的功率效率较低。与单载波系统相比,由于OFDM信号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成的,这样的合成信号就有可能产生比较大的峰值功率,也就会带来较大的功率峰值与均值比,简称峰均值比。对于包含N个子信道的OFDM系统来说,当N个子信道都以相同的相位求和时,所得到的峰值功率就是均值功率的N倍。当然这是一种非常极端的情况,通常OFDM系统内的峰均值不会达到这样高的程度。高峰均值比会增大对射频放大器的要求,导致射频信号放大器的功率效率降低。
(3)负载算法和自适应调制技术会增加系统复杂度。负载算法和自适应调制技术的使用会增加发射机和接收机的复杂度,并且当终端移动速度高于30km每小时时,自适应调制技术就不是很适合了。
1.2 OFDM 的基本原理
在通信系统中,信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽要宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的,为了能够充分利用信道的带宽,就可以采用频分复用的方法。
OFDM主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰(ISI) 。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上可以看成平坦性衰落,从而可以消除码间串扰,而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。图1.1是OFDM系统的组成示意图。
图1.1 OFDM系统组成示意图
OFDM把高速数据流通过串/并变换,使得每个子载波上的数据符号持续长度性相对的增加,可有效对抗信号波形时间的干扰(ISI)。OFDM系统可通过动态比特分配和动态子信道分配的方法, 充分利用信噪比比较高的子信道,提高系统性能。因为窄带干扰只能影响一小部分的子载波,因此OFDM可在某种程度上抵抗这种窄带干扰。OFDM的以上优势减少了接收机的复杂度,甚至可以不用均衡器仅采用插入循环前缀的方法消除ISI的不利影响,大大节省了系统花费,减少了系统复杂度和功率消耗。
1.2.1 OFDM信号的频谱特性
当各子载波用QAM或MPSK进行调制时,如果基带信号矩形波, 则每个子信道上已调信号频谱为Sa(x)形状,其主瓣宽度2/TSHZ,其中TS为信号长度(不包括CP)。 由于TS时间共有OFDM信号的N个抽样, 所以OFDM信号的时域抽样周期为TS/N。由于相邻载波之间的频率间隔为f=fs/N,其中fs为OFDM信号的抽样频率,即fs=N/TS,所以f=fs/N=1/TS(1-1)即这些已调子载波信号频谱Sa(x)函数的主瓣宽度为2/TS,间隔为1/TS。根据函数的性质,知道它们在频域上正交,这就是正交频分复用(OFDM)名称由来。我们知道,一般的频分复用传输系统的各子信道之间要有一定的保护频带,以便在接收端可以用带通率波器分离出各子信道信号。保护频带降低了整个系统的频谱利用率。OFD系统的自信道间不但没有保护频带,而且各子信道频谱还相互重叠,如图1.2所示。
图1.2 各子信道的信号频谱
OFDM子信道间的间隔对系统的性能有很大的影响。子信道间隔越大,由于各种因素造成的子信道间干扰越小,但同时系统的频谱效率也越低,由于子信道带宽的加大,系统抗击频率选择性衰落的能力也下降;反之,为提高系统的频谱效率而缩小子信道的间隔,必然使系统的子载波间的干扰加大;系统设计人员需要在它们之间折中。 信道带和FFT的点数决定了 OFDM子信道间的间隔, 确定子信道间隔的一般原则是,满足系统频谱用率和保证OFDM系统良好的抗击频率选择性衰落的前提下,尽可能加大子载波间的间隔。
第二章 System View概述
2.1 System View简介
System View是一个信号级的系统仿真软件,主要用于电路与通信系统的设计、仿真,是一个强有力的动态系统分析工具,能满足从数字信号处理、滤波器设计、复杂通信系统等不同层次的设计以及仿真要求。System View以模块化和交互式的界面,在大家熟悉的Windows窗口系统环境下,为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。使用System View,你只需要关心项目的设计思想和过程,而不必花费大量时间去编程建立系统仿真模型。用户只需要使用鼠标器点击图标即可完成复杂系统建模、设计和测试,而不必学习复杂的计算机程序编程,也不必担心程序种是否存在编程错误。
2.1.1 System View 软件特点
System View的库资源十分丰富,包括含若干图标的基本库(Main Library)及专业库(OptionalLibrary),基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器,各种函数运算器等;专业库有通讯(Communication)、逻辑(Logic)、数字信号处理(dsp)、射频/模拟(RF/analog)等;它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证,尤其适合于无线电话、无绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统;并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析,及对各种逻辑电路、射频/模拟电路(混合器、放大器、RLC电路、运放电路等)进行理论分析和失真分析。
System View能自动执行系统连接检查,给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息,通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。这个特点对用户系统的诊断是十分有效的。
System View的另一重要特点是它可以从各种不同角度、以不同方式,按要求设计多种滤波器,并可自动完成滤波器各指标——如幅频特性(伯特图)、传递函数、根轨迹图等之间的转换。
在系统设计和仿真分析方面,System View还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内,可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外,分析窗中还带有一个功能强大的“接收计算器”,可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。
System View还具有与外部文件的接口,可直接获得并处理输入/输出数据。提供了与编程语言VC++或仿真工具Matlab的接口,可以很方便的调用其函数。还具备与硬件设计的接口:与Xilinx公司的软件Core Generator配套,可以将System View系统中的部分器件生成下载FPGA芯片所需的数据文件;另外,System View还有与DSP芯片设计的接口,可以将其DSP库中的部分器件生成DSP芯片编程的C语言源代码。
2.1.2 System View软件的功能
(1)能仿真大量的应用系统
能在DSP、通讯和控制系统应用中构造复杂的模拟、数字、混合和多速率系统。具有大量可选择的库,允许用户有选择地增加通讯、逻辑、DSP和射频/模拟功能模块。特别适合无线电话(GSM,CDMA,FDMA,TDMA,DSSS)、无绳电话、寻呼机和调制解调器以及卫星通信系统(GPS,DVBS,LEOS)等设计;能都仿真(C3x,C4x)DSP结构;可以进行各种系统时域/频域和谱分析;对射频/模拟电路(混合器,放大器,RLC电路和运放电路)进行理论分析和失真分析。
(2)快速方便的动态系统设计与仿真
使用熟悉的Windows界面和功能键,System View可以快速建立和修改系统,并在对话框中快速访问和调整参数,实时修改实时显示。
System View图标库包括几百种信号源、接收端、操作符和功能块,提供从DSP、通信、信号处理、自动控制、直到构造通用数学模型等应用。信号源和接受端图标允许在System View内部生成和分析信号,并提供可外部处理的各种文件格式和输入/输出数据接口。
(3)在报告中方便地加入System View的结论
System View通过Notes很容易在屏幕上描述系统;生成的System View系统和输出的波形图可以很方便地使用复制和粘贴命令插入微软word等文字处理器。
通过利用System View中的图符以及MateSystem(子系统)对象的无限制分层的结构及功能,System View能很容易地建立复杂的系统。首先可以定义一些简单的功能组,再通过对这些简单功能组的连接进而实现一个大系统。这样,单一的图符就可以代表一个复系统。MateSystem 的连接使用也可以与系统提供的其他图符同样简单, 只要单击一下鼠标器,就会出现一个特定的窗口显示出复杂的MateSystem。
(4)提供基于组织结构图方式的设计
通过利用System View中的图符和MateSystem子系统对象的无限制分层结构功能,System View能很容易地建立复杂的系统。首先定义一些简单的功能组,再通过对这些简单功能组的连接进而实现一个大系统。
(5)多速率系统和并行系统
System View允许合并多种数据采样输入的系统,以简化FIR滤波器的执行。这种特性尤其适合于同时具有低频和高频部分的通信系统的设计与仿真,有利于提高整个系统的仿真速度,而在局部又不会降低仿真的精度。同时还可降低对计算机硬件配置的要求。
(6)完备的滤波器和线性系统设计
System View包含一个功能强大的、很容易使用的图形模板和数字以及离散和连续时间系统的环境,还包含大量的FIR/IIR滤波器类型和FFT类型,并提供易于用DSP实现滤波器或线性系统的参数。
(7)先进的信号和数据块处理
System View提供的分析窗口是一个能够提供系统波形详细检查的交互式可视化环境。分析窗口还提供一个能够对仿真生成数据进行先进的块处理操作的接受计算器。这些功能包括:应用DSP窗口,余切,自动关联,平均值,复杂的 FFT,常量窗口,卷积,余弦,交叉关联,习惯显示,十进制 微分,除窗口,眼图模式,功能比例尺,柱状图,积分,对数基底,以及求模,相位,最大最小值及平均值,乘波形,乘窗口,非,覆盖图,覆盖统计,自相关,功率谱,分布图,正弦余弦 平滑(移动平均),谱密度,平方,平方根,以及窗口相减,波形求和,窗口求和,正切,层叠,窗口幂,窗口常数等。System View 还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查系统波形。内部数据的图形放大, 缩小、滚动、以及谱分析、标尺以及滤波等,全都是通过敲击鼠标器实现的。
(8)可扩展性
System View允许用户插入自己用C/C++编写的用户代码库,插入的用户库自动集成到System View中,如同系统内建立的库一样使用。
(9)完善的自我诊断功能
System View能够自动执行系统连接检查,通知用户连接出错并通过显示指出出错的图符。
2.1.3 System View的应用领域
(1) 信号处理、通信和控制系统。包括模拟、数字和混合模式的系统;
(2) 相位和频率锁相环;
(3) 调制、解调和通道建模;
(4) 完整的DSP系统设计和测试;
(5)模拟到数字变换系统、量化和采样系统(包括d—s数据转换)、 相和正交系统;
(6) 线性和非线性系统设计和测试;
(7) 线性和非线性微分方程的解(包括模糊理论);
(9) 控制系统设计和测试。
2.2 使用System View进行仿真步骤
(1)建立系统数学模型,根据系统的基本工作原理,确定总的系统功能,并将部分功能模块化,找出各部分的关系,画出系统框架图。
(2)从各种功能库中选取、拖动可视化图符,组建系统在信号源图符库、算子图标库、函数图符库、信号接受图中选取满足需要的功能模块,将其图符拖到设计窗口,按设计的系统框图组建系统
(3)设置、调整参数,实现系统模拟参数设置包括运行系统参数(系统模拟时间,采样速率等)和功能,模块运行参数(正弦信号源的频率、幅度、初相,低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等)。
(4)设置观察窗口,分析模拟数据和波形在系统的关键出设置观察窗口,用于检查和检测模拟系统的运行情况,以便及时调制参数,分析结论。
第三章 利用System View对ODFM系统仿真分析
3.1 OFDM系统模型
OFDM调制解调系统模型如图3.1所示。
图3.1 OFDM系统模型
其中,Token0和Token6为频率为64Hz的伪随机序列输入数据源(幅度1V,补偿0V,频率64Hz), Token8和Token9为频率为64Hz的采样器,数据采样后送入Token14,Token14为OFDM的调制模块(每周期内符号数为N=64,符号间隔Ts=1s,保护间隔=△=0.2s),经过调制后的同向(I)和正交(Q)信号分别通过延迟模块Token10和Token11,延迟时间1s,然后送入Token15,Token15为OFDM解调模块(每周期内符号数为N=64,符号间隔Ts=1s,保护间隔=△=0.2s,插入延迟1s)。Token1和Token2为解码观察窗库,分析Token15解调模块输出,Token3和Token4为编码观察窗库,用于观察Token14编码模块输出,Token5和Token7分别显示Token9和Token8经延迟模块延迟3s后的输出。
3.2 OFDM系统传输过程仿真分析
运行仿真前,应设置系统运行时间,仿真起始时间0s,结束时间12.7875s,采样间隔0.0125s,采样点数1024个,采样频率80Hz。需要注意的是,采样频率必须遵守奈奎斯特采样定理,否则将直接影响到系统仿真的效果甚至结构的正确性。设置好系统参数和系统仿真时间窗口后,按下F5即可进行仿真。观察原始输入信号、调制信号波形 。下面是输入为PN伪随机序列的OFDM调制解调仿真效果:
3.2.1 时域上的仿真
图3.2 经过采样延迟3s后的I通道输入数据
图3.3 经过采样延迟3s后的Q通道输入数据
图3.4 经过OFDM调制延迟1s后的I通道数据
图3.5 经过OFDM调制延迟1s后的Q通道数据
图3.6 经过OFDM解调延迟1s后I通道输出数据
图3.7 经过OFDM解调延迟1s后Q通道输出数据
图3.8 I通道输入与输出数据之差
图3.9 Q通道输入与输出数据之差
1.2.2 频域上的仿真
图3.10 经过采样延迟3s后的I通道输入数据
图3.11 经过采样延迟3s后的Q通道输入数据
图3.12 经过OFDM调制延迟1s后的I通道数据
图3.13 经过OFDM调制延迟1s后的Q通道数据
图3.14 经过OFDM解调延迟1s后I通道输出数据
图3.15 经过OFDM解调延迟1s后Q通道输出数据
图3.16 I通道重叠部分
图3.17 Q通道重叠部分
第四章实习结论
通过本次实习,我学会了如何使用System View软件进行设计与仿真分析,加深了对移动通信与编码的认识,受益匪浅。
System View是个信号级的系统仿真软件,通过系统的学习,我知道了System View的基本使用方法。通过拖拽图符模块,修改模块参数,我们可以很容易实现各种线性或非线性以及高复杂度的通信系统,而不需要花费大量时间去编程建立系统模型,大大节省我们开发的成本。System View的操作方式简单,其内部生成的分析信号,通过接收器实现信号的收集、显示、分析以及输出,可以很直观的让用户看到仿真分析结果。通过定时窗口改变系统时间,控制系统运行时间以及采样率。
软件界面顶部有标题栏、菜单栏和工具条,左侧有图符库,软件中间为工作区。
系统提供9个基本的图符库和6个扩展图库。基本图库,包括连接结点、信号源、子系统、加法器、子系统I/O、算子、函数、乘法器、接收器;扩展图库包括用户代码区、通信库、DSP库、逻辑库、射频/模拟库以及MATLAB链接。各图符连接搭配使用,可构成各种功能作用不一的系统。可以通过选中图符上双击鼠标左键的方法,把图符库中的通用图符添加近自己的仿真系统,在设计窗口中双击左键图符,可以进行各种模式和参数的更改。
系统搭建完成并检查无误后,按F5进行系统仿真,其仿真结果会出现在分析窗口中,通过快捷键Ctrl+D即可快速切换至分析窗口。分析窗口顶部有菜单栏、工具条和提示栏。同设计窗口一样,提示栏显示分析窗口的状态信息、坐标信息和分析的进度指示;活动图形窗可显示输出的各种波形,如波形图、功率谱和眼图等。
要在System View中搭建OFDM系统,必须对OFDM系统构成有一定的了解。OFDM的思想是:将信道分成若干个正交信道,将高速数据信号转换成并行的低速数据流,调制到每个信道上进行传输。系统编码包括卷积编码与交织,串/并交换,调制映射,IFFT,并/串变换,添加循环前缀,信道传输。系统解码过程则是编码过程的逆变换。OFDM系统把高速数据留通过串/并变换,使得每个子载波上的数据符号持续时间长度相对的增加,可有效对抗ISI。
System View搭建OFDM系统用到的图符模块为:信号源库输入信号源、算子库采样器、算子库的延迟器、算子库的FFT、通信库的调制解调器以及观察库的分析窗。
信号为PN伪随机序列,通过采样器,然后送入OFDM编码器,算子延迟后再进行OFDM解码。用分析窗模块分析采样器后延迟3s结果、分析OFDM编码后的结果和分析OFDM解码后的结果,以时域和频域分别仿真。
通过本次实习,我基本掌握了如何运用System View软件进行通信系统设计和仿真,并且成功仿真出OFDM模型的数据,达到实习预期目标,收获颇丰。