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OFDM/OQAM系统多径衰落信道性能仿真
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资 源 简 介
该项目旨在模拟和评估OFDM/OQAM（正交频分复用/偏置正交幅度调制）系统在复杂无线通信环境中的抗干扰能力。与传统OFDM不同，该系统采用了偏置正交幅度调制技术，并通过多相滤波器网络（PPN）实现的脉冲成形来取代循环前缀（CP），显著提高了频谱效率并改善了带外辐射特性。
项目主要功能包括OFDM/OQAM信号的发射端构建，通过成形滤波器组对基带信号进行处理。核心模拟了信号在具有频率选择性特征的多径瑞利衰落信道中的传输过程，考虑了多条路径的延迟和增益对信号正交性的破坏。接收端实现了完整的解调流程，重点集成
详 情 说 明
基于OFDM/OQAM的多径衰落信道系统性能仿真分析
项目介绍
本仿真平台旨在评估OFDM/OQAM（正交频分复用/偏置正交幅度调制）系统在多径瑞利衰落信道下的通信性能。该系统通过引入OQAM调制和多相滤波器网络（PPN），消除了传统OFDM对循环前缀（CP）的依赖，增强了频谱资源利用率，并有效抑制了带外辐射。
通过模拟信号在具有频率选择性特征的衰落信道中的传输，本系统深入探讨了成形滤波器、多路径干扰以及多普勒频移对系统性能的影响，为下一代移动通信技术的研究提供实验支撑。
功能特性
- 高效的频谱效率：利用偏置正交幅度调制技术，使子载波在实数域满足正交性，无需添加循环前缀即可对抗符号间干扰。
- 先进的脉冲成形：内置Phydyas滤波器设计，具备优异的时频聚集性，显著改善带外辐射特性。
- 复杂信道模拟：集成多径瑞利衰落信道模型，支持自定义多径延迟、功率增益及最大多普勒频移。
- 鲁棒的接收算法：实现了一套完整的接收端处理流程，包括多相折叠累加、FFT变换及基于迫零（ZF）准则的信道均衡。
- 直观的性能评估：自动生成误码率（BER）曲线、接收信号星座图、信道频率响应图及子载波幅度对比图。
系统要求
- 运行环境：MATLAB R2020a 或更高版本
- 必要工具箱：Communications Toolbox（用于瑞利信道模拟及调制解调函数）
使用方法
- 打开MATLAB软件，将工作目录切换至本项目代码所在文件夹。
- 在命令行窗口直接运行主程序函数名。
- 程序将开始在不同信噪比（0dB到28dB，步进4dB）下进行循环仿真。
- 仿真结束后，系统将自动弹出多个维度的性能分析图表。
- 在命令行窗口查看最终的仿真结果报告，包括各参数配置和最小误码率。
详细功能实现逻辑分析
本项目代码通过以下几个核心环节实现OFDM/OQAM系统的完整闭环：
1. 参数配置与滤波器设计 系统设置子载波数量为64，重叠因子K等于4。核心采用了Phydyas滤波器，其频域系数由特定的常数序列定义。通过时域平移和余弦求和公式生成长度为K*N的自适应成形滤波器，并进行幅度归一化处理。
2. 发射端信号构建
- QAM到OQAM映射：原始比特经过4-QAM调制后，被拆分为实部和虚部。根据子载波索引和符号索引的奇偶性，应用相位偏移量（pi/2的倍数），使数据横跨时间轴进行半个符号周期的重叠错位。
- PPN与合成滤波器组：对每个OQAM符号执行IFFT变换，随后进行周期性扩展至K倍长度。扩展后的信号与Phydyas成形滤波器相乘，最后采用Overlap-and-Sum（叠加求和）方式，以N/2为步进长度构建发送序列。
4. 接收端解调与均衡
- 多相滤波网络逻辑：接收信号按N/2步长截断，与相同的成形滤波器进行匹配滤波。通过“折叠累加”操作（将KN长度的信号分为K段并叠加），将信号还原为N点序列，随后进行FFT变换。
- 信道均衡：系统通过计算多径脉冲响应的傅里叶变换获取理想信道状态信息，并利用迫零（ZF）均衡器在频域对受损子载波进行幅度和相位补偿。
- 逆映射还原：均衡后的信号根据OQAM映射规则进行逆向相位补偿和实虚部提取，最终重构为标准的QAM符号。
- 滤波器设计函数：专门负责利用频域系数P_k公式化生成时域脉冲响应，确保子载波间的实正交性。
- 脉冲响应转换函数：将多径延迟和增益参数转化为离散时间域的脉冲响应，用以支持后续的频域均衡计算。
性能指标可视化说明
仿真运行完成后，系统会展示以下四个关键视图：
- 误码率曲线：反映在不同信噪比下系统的抗干扰能力，通常随SNR增加而显著下降。
- 接收信号星座图：直观展示信道损伤及均衡器对信号聚拢的效果。
- 信道频率响应图：揭示多径效应引起的频率选择性衰落特征。
- 子载波幅度对比：对比原始发送信号与均衡后接收信号在各子载波上的幅度分布情况，验证均衡算法的高效性。
