OFDM信道調制解調的仿真及其FPGA設計(06-100)

　　在接收端進行相反的操作，使用N個相同的子載波進行N路解調，再將這N路解調信號并串輸出，復現發送的原始信號。經過FFT變換后的數據相當于將時域數據再轉換成頻域數據，即完成了OFDM信號的解調。

　　OFDM調制原理雖然是用N個正交的載波分別調制N路子信道碼元序列，但實際中很難獨立產生N個正交的載波。所以OFDM多采用VLSI技術，用FFT代替多載波調制和解調。當子信道數目比較多的時候，采用FFT可以大大減少系統的復雜度。而FPGA的并行乘法器和加法器結構容易硬件實現OFDM的核心運算，有效地提高了OFDM調制解調速度。

　　軟件仿真與設計

　　隨著FPGA和VLSI的發展，大量的EAB(嵌入式陣列塊)、LE(邏輯單元)、內嵌乘法器和高速FIFO存儲器帶來了OFDM/COFDM的實用化，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等軟件進行仿真與設計。

　　仿真過程中采用了隨機信號作為輸入信號，經過4QAM編碼映射后進行再IFFT調制，然后進入信道進行數據傳輸，每幀信號為512點；同時采用簡單的11點數字離散信道，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系統中為使IFFT和FFT前后的信號功率保持不變，當N=2m(m為正整數)時，作如下定義：

　　采用16位定點算法，這便意味著要考慮溢出問題。對于基-2 FFT，為了防止溢出，可以采用以下辦法：將每一個蝶算后的數據右移1bit，即相當于將該數做除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。而對于基-2 IFFT，這個比例因子正是公式中需要的，所以FPGA實現的IFFT便是最終結果。