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OFDM(正交频分复用)是一种广泛应用于现代通信系统的多载波调制技术,能够有效对抗多径效应。基于MATLAB的OFDM系统设计通常包含以下几个关键环节:
QPSK调制 系统采用QPSK(四相移键控)作为基带调制方式,将输入的二进制数据流映射为复数符号。QPSK每个符号携带2比特信息,具有较高的频谱利用率。调制过程先将比特流分为I路和Q路,再通过查表或计算得到对应的星座点。
OFDM符号生成 通过IFFT(快速傅里叶逆变换)将频域的子载波数据转换为时域信号。子载波间的正交性保证了频谱效率,且允许子载波间隔最小化。设计时需注意子载波数量(如64或128)和有效数据子载波的选择(避免直流和边缘子载波)。
循环前缀插入 为消除多径引起的符号间干扰(ISI),在OFDM符号前添加循环前缀。其长度需超过信道最大时延扩展,通常取IFFT周期的1/4~1/8。循环前缀通过复制时域信号的尾部实现,虽增加开销但显著简化接收端均衡。
瑞丽多径信道建模 瑞丽信道模拟无直达径的多径环境,各路径增益服从瑞丽分布。MATLAB中可通过多抽头延迟线实现,设置路径时延和功率衰减参数。未进行信道估计时,系统性能将受限于信道引起的子载波间干扰(ICI)和幅度衰落。
接收端处理 去除循环前缀后,通过FFT恢复频域信号。由于未采用信道估计,解调时直接对QPSK符号进行硬判决,导致误码率性能较差。实际系统中常需导频或盲估计技术补偿信道影响。
该实现展示了OFDM的基础流程,但若需实用化,需进一步引入同步、信道均衡等模块。