OFDM信道调制解调的仿真及其FPGA设计(06-100)

　　在接收端进行相反的操作，使用N个相同的子载波进行N路解调，再将这N路解调信号并串输出，复现发送的原始信号。经过FFT变换后的数据相当于将时域数据再转换成频域数据，即完成了OFDM信号的解调。

　　OFDM调制原理虽然是用N个正交的载波分别调制N路子信道码元序列，但实际中很难独立产生N个正交的载波。所以OFDM多采用VLSI技术，用FFT代替多载波调制和解调。当子信道数目比较多的时候，采用FFT可以大大减少系统的复杂度。而FPGA的并行乘法器和加法器结构容易硬件实现OFDM的核心运算，有效地提高了OFDM调制解调速度。

　　软件仿真与设计

　　随着FPGA和VLSI的发展，大量的EAB(嵌入式阵列块)、LE(逻辑单元)、内嵌乘法器和高速FIFO存储器带来了OFDM/COFDM的实用化，为OFDM提供了硬件支持。软件上可以采用MATLAB、硬件描述语言VHDL、QuartusⅡ等软件进行仿真与设计。

　　仿真过程中采用了随机信号作为输入信号，经过4QAM编码映射后进行再IFFT调制，然后进入信道进行数据传输，每帧信号为512点；同时采用简单的11点数字离散信道，其值为：[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系统中为使IFFT和FFT前后的信号功率保持不变，当N=2m(m为正整数)时，作如下定义：

　　采用16位定点算法，这便意味着要考虑溢出问题。对于基-2 FFT，为了防止溢出，可以采用以下办法：将每一个蝶算后的数据右移1bit，即相当于将该数做除2处理。这样，加入总衰减比例因子，将比例因子分散到各步计算中。这种情况下，输出不是原来定义的离散傅里叶变换，而是它的。而对于基-2 IFFT，这个比例因子正是公式中需要的，所以FPGA实现的IFFT便是最终结果。