OFDM信道調(diào)制解調(diào)的仿真及其FPGA設(shè)計(jì)(06-100)

　　在接收端進(jìn)行相反的操作，使用N個(gè)相同的子載波進(jìn)行N路解調(diào)，再將這N路解調(diào)信號(hào)并串輸出，復(fù)現(xiàn)發(fā)送的原始信號(hào)。經(jīng)過FFT變換后的數(shù)據(jù)相當(dāng)于將時(shí)域數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)換成頻域數(shù)據(jù)，即完成了OFDM信號(hào)的解調(diào)。

　　OFDM調(diào)制原理雖然是用N個(gè)正交的載波分別調(diào)制N路子信道碼元序列，但實(shí)際中很難獨(dú)立產(chǎn)生N個(gè)正交的載波。所以O(shè)FDM多采用VLSI技術(shù)，用FFT代替多載波調(diào)制和解調(diào)。當(dāng)子信道數(shù)目比較多的時(shí)候，采用FFT可以大大減少系統(tǒng)的復(fù)雜度。而FPGA的并行乘法器和加法器結(jié)構(gòu)容易硬件實(shí)現(xiàn)OFDM的核心運(yùn)算，有效地提高了OFDM調(diào)制解調(diào)速度。

　　軟件仿真與設(shè)計(jì)

　　隨著FPGA和VLSI的發(fā)展，大量的EAB(嵌入式陣列塊)、LE(邏輯單元)、內(nèi)嵌乘法器和高速FIFO存儲(chǔ)器帶來了OFDM/COFDM的實(shí)用化，為OFDM提供了硬件支持。軟件上可以采用MATLAB、硬件描述語言VHDL、QuartusⅡ等軟件進(jìn)行仿真與設(shè)計(jì)。

　　仿真過程中采用了隨機(jī)信號(hào)作為輸入信號(hào)，經(jīng)過4QAM編碼映射后進(jìn)行再IFFT調(diào)制，然后進(jìn)入信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每幀信號(hào)為512點(diǎn)；同時(shí)采用簡單的11點(diǎn)數(shù)字離散信道，其值為：[0.05 -0.063 0.088 -0.126 -0.25 0.9047 0.25 0 0.126 0.038 0.088]。

　　在一般OFDM系統(tǒng)中為使IFFT和FFT前后的信號(hào)功率保持不變，當(dāng)N=2m(m為正整數(shù))時(shí)，作如下定義：

　　采用16位定點(diǎn)算法，這便意味著要考慮溢出問題。對(duì)于基-2 FFT，為了防止溢出，可以采用以下辦法：將每一個(gè)蝶算后的數(shù)據(jù)右移1bit，即相當(dāng)于將該數(shù)做除2處理。這樣，加入總衰減比例因子，將比例因子分散到各步計(jì)算中。這種情況下，輸出不是原來定義的離散傅里葉變換，而是它的。而對(duì)于基-2 IFFT，這個(gè)比例因子正是公式中需要的，所以FPGA實(shí)現(xiàn)的IFFT便是最終結(jié)果。