基于FFT实现的无线组网技术研究

关键词： 频分 正交 适应 调制

无线局域网最新的802.11a/g协议都规定采用正交频分多路复用 (OFDM) 调制技术。正交频分多路复用是一种特殊的多载波调制方式, 它以数字信号处理为基础, 结合了信道编码、自适应同步、自适应均衡等技术。理论和实践证明, 正交频分多路复用是最有前途的一种多载波调制方式[1~2]。

正交频分多路复用系统可以用离散傅立叶变换来实现, 并能够采用高效率的快速傅立叶变换 (FFT) 技术。这是正交频分多路复用的突出优点之一[3~4]。

1 正交频分多路复用 (OFDM) 系统基本原理

OFDM (Orthogonal Frequency Divi-sion Multiplexing) 即正交频分多路复用技术, 是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的, 而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道, 在每个子信道上使用一个子载波进行调制, 并且各子载波并行传输。在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交, 于是它们的频谱是相互重叠的, 这样不但减小了子载波间的相互干扰, 同时又提高了频谱利用率。

2 基于FFT的OFMD系统

输入的串行数据流经串/并转换后成为并行数据流, 再经信号映射器 (如16QAM或32QAM等) 映射成为一系列复数。通过IFFT, 对这些复数数据进行基带调制, 然后转换为串行数据进行发送。在符号间加入保护间隔是为了减小由于多径造成的符号间干扰。最后将这些符号进行数/模转换和低通滤波, 并经上变频后发射出去。接收端进行与发送端相反的过程。用FFT的方法处理OFDM的好处是显而易见的, 首先它大大简化了调制解调器的设计, 使得多路子载波的处理通过DFT的处理就可以完成, 它可以方便的在DSP芯片和硬件结构中实现, 这样使得OFDM的实用成为可能。图1为基于F F T的O F D M系统。

3 系统仿真

我们选择数值计算软件包MATLAB6.0作为系统的可视化计算引擎, 选用它的仿真工具箱SIMULINK4.0作为图形建模支持环境, 通信工具箱、信号处理工具箱等作为建模辅助工具进行仿真。

由于带通传输系统可以等效为基带传输系统, 采用等效复基带表示法来模拟整个O F D M系统。在仿真中将由I F F T产生的基带OFDM信号直接通过等效的基带信道进新的课题。

行传送, 以此来研究整个OFDM系统的性能。根据以上分析, 结合图1所示系统原理框图, 可以得到图2所示的系统仿真模型结构。它包括信源的生成、串/并、并/串转换、噪声的叠加、信号映射、调制、解调、加/去保护间隔与误码率统计等几部分。为便于设计、调试和分析结果, 整个系统均采用图形化、模块化设计, 每个模块又采用自下而上的设计方案, 实现系统模型的分层设计。

由于需要多次运行才能得到信道的信噪比与信号的误码率之间的关系, 为此我们要编写相应的脚本程序。脚本程序主要是对各个仿真子模块中的变量进行赋值, 规定程序循环运行的开始、结束条件。此程序中我们将信噪比值设为变量x, 误码率设为变量y, 运用Semi Logy () 函数绘制出x, y的关系曲线图。按照以上仿真方案, 我们就可以完成仿真建模。

4 结语

本文论述了OFDM的基本原理和系统的设计思想。正交频分复用采用并行传送的方式, 利用傅立叶变换算法实现调制, 降低了码速率。数据帧之间插入保护间隔, 可以较好克服符号间串扰。同时通过MATLAB软件对OFDM的基本原理进行了仿真分析。由于目前无线局域网在国内的发展尚处于起步阶段, 用户的需求难以全面得到满足, 另外网络的管理目前尚没有得到推广的可用方案, 网络的安全问题仍倍受质疑, 这些都为无线局域网的开发商提出了

摘要：正交频分多路复用是一种特殊的多载波传输方式, 由于它使用一系列低速子载波并行传输数据, 使得传输速率得到大度提高。正交频分多路复用系统可以用离散傅立叶变换来实现, 并能够采用高效率的快速傅立叶变换 (FFT) 技术。本文就FFT实现做了研究。

关键词：FFT,无线组网技术,正交频分多路复用

参考文献

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