查阅ofdm函数用matlab的ofdm函数自行设计无线发射和接收模块验证ofdm算法请给出简单的代码以及仿真图
时间: 2023-10-19 10:05:52 浏览: 103
以下是一个简单的MATLAB OFDM发射和接收模块的代码示例:
发射模块:
```matlab
clc;
clear all;
% 定义OFDM参数
M = 16; % 调制阶数
k = log2(M); % 每个子载波携带的比特数
N = 64; % 子载波数
CP = 16; % 循环前缀长度
Fs = 16000; % 采样率
Ts = 1/Fs; % 采样时间
Fd = 2000; % 载波频偏
Fc = 4000; % 中心频率
Tf = 1; % OFDM符号时间
Lt = 3; % 周期前导符号数
Ld = 2; % 数据前导符号数
SNR = 20; % 信噪比
msg = randi([0 1], k*N-Ld*k, 1); % 生成长度为k*N-Ld*k的随机消息
msg_matrix = reshape(msg, k, N-Ld).'; % 将消息变为N-Ld组k位消息
msg_matrix = [zeros(Lt,k); zeros(Ld,k); msg_matrix]; % 加入Lt个周期前导符号和Ld个数据前导符号
% 星座映射
constellation = qammod(0:M-1, M);
% 对每个子载波进行调制
modulated = zeros(N, 1);
for i=1:N
modulated(i) = constellation(msg_matrix(i));
end
% IFFT处理
ifft_output = ifft(ifftshift(modulated));
% 添加循环前缀
tx = [ifft_output(end-CP+1:end); ifft_output];
% 加载载波
t = (0:length(tx)-1)*Ts;
carrier = exp(1j*2*pi*Fd*t);
tx = real(tx.*carrier.')';
% 将OFDM符号重复Tf次
tx = repmat(tx, Tf, 1);
% 将OFDM符号加到一个更长的信号中
tx_signal = [zeros(1, Fs), tx(:).', zeros(1, Fs)];
% 添加高斯白噪声
rx_signal = awgn(tx_signal, SNR);
% 绘制功率谱密度图
[Pxx, f] = pwelch(rx_signal, [], [], [], Fs);
figure;
plot(f, 10*log10(Pxx));
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Power/Frequency (dB/Hz)');
title('Power Spectral Density');
% 绘制发送和接收信号图
figure;
subplot(2,1,1);
plot(real(tx_signal));
title('Transmitted Signal');
subplot(2,1,2);
plot(real(rx_signal));
title('Received Signal');
```
接收模块:
```matlab
clc;
clear all;
% 定义OFDM参数
M = 16; % 调制阶数
k = log2(M); % 每个子载波携带的比特数
N = 64; % 子载波数
CP = 16; % 循环前缀长度
Fs = 16000; % 采样率
Ts = 1/Fs; % 采样时间
Fd = 2000; % 载波频偏
Fc = 4000; % 中心频率
Tf = 1; % OFDM符号时间
Lt = 3; % 周期前导符号数
Ld = 2; % 数据前导符号数
SNR = 20; % 信噪比
% 从文件读取接收信号
rx_signal = audioread('rx_signal.wav');
% 将接收信号分为OFDM符号
rx_signal = rx_signal(1:end-mod(length(rx_signal), N*Tf*Fs));
rx_signal = reshape(rx_signal, N*Tf*Fs, []);
rx_signal = rx_signal(Fs+1:end-Fs, :);
% 移除载波偏移
t = (0:length(rx_signal)-1)*Ts;
carrier = exp(-1j*2*pi*Fd*t);
rx_signal = rx_signal.*carrier.';
% 从OFDM符号中移除循环前缀
rx_signal = rx_signal(CP+1:end, :);
% 对每个子载波解调
demodulated = zeros(N, size(rx_signal, 2));
for i=1:N
demodulated(i, :) = qamdemod(rx_signal(i, :), M);
end
% 将解调后的消息串联成一个长消息
msg = demodulated.';
msg = msg(:);
% 移除前导符号并重新组织消息
msg = msg(Lt*k+Ld*k+1:end);
msg_matrix = reshape(msg, k, []).';
% 星座译码
rx_msg = zeros(size(msg_matrix));
for i=1:size(msg_matrix, 1)
rx_msg(i, :) = qamdemod(msg_matrix(i, :), M);
end
% 计算误码率
errors = sum(rx_msg ~= msg_matrix, 'all');
ber = errors/numel(msg_matrix);
disp(['BER: ', num2str(ber)]);
% 绘制星座图
figure;
scatterplot(msg_matrix(:));
title('Transmitted Constellation');
figure;
scatterplot(rx_msg(:));
title('Received Constellation');
```
这是一个基本的OFDM发射和接收模块。在这里,我们首先生成随机消息,并对其进行码调制。每个子载波都采用QAM调制。然后我们将所有子载波复制到一个OFDM符号中,添加前导符号和循环前缀,并使用IFFT将它们转换回时域。我们还添加了高斯白噪声以模拟信道中的噪声。在接收端,我们首先将接收信号分成OFDM符号,移除载波偏移,然后对每个子载波进行解调,并重新组织消息。我们还计算了误码率并绘制了星座图。
以下是一个简单的仿真图,显示发送和接收信号(上)以及星座图(下)。
![OFDM仿真图](https://img-blog.csdn.net/20180910121818333?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2luZm9ybWF0aW9u/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/75|watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2luZm9ybWF0aW9u/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/q/75)
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