FFT—OFDM的電力線載波通信仿真

李朋飛

摘 要：電力線通信的信道條件復雜，信道特征是電力線的重點模塊，本文以OFDM系統為基礎，著重闡述了OFDM系統在有無高斯白噪聲和多徑干擾的不同環境的信道下的誤碼性能，在深入研究OFDM基本原理和電力線信道特性的基礎上，加入了電力線的信道特性，從而建立了完整的電力系統模型，最后做出誤碼性能的分析和比較。

關鍵詞：正交頻分復用；高斯白噪聲；多徑干擾

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.167

1 OFDM的發展

電力線通信是指利用已有的電力線網絡進行信號傳輸的通信方式，但電力線不是專用的通信信道，所以其信道特性較為惡劣[1]，具體表現在：噪聲電平高、阻抗變化大、多徑延遲效應等。20世紀70年代，韋斯坦等人應用DFT和FFT研制了OFDM系統，最早應用于無線通信，數據傳輸速率高，能有效對抗頻率選擇性衰落。本文介紹了OFDM的基本原理，研究了高斯噪聲[2]條件下，信噪比和多徑干擾[3]對誤碼率的影響。

2 OFDM系統介紹

OFDM技術與FDM基本原理相同，不同的是，OFDM技術利用了更好的控制方法，使頻譜利用率有所提高[4]。可以利用快速傅立葉變換實現調制和解調，從而大大簡化系統復雜度。OFDM是利用FFT實現調制和解調，避免了直接生成N個載波時由于頻偏而產生的交調。當載波頻率間隔，則OFDM信號可以保持各子載波相互正交，可用DFT來表示。

3 OFDM系統的仿真結果及分析

本文所設計的技術路線如圖1所示，產生隨機數之后組成數組X并經16QAM星點映射、IFFT、噪聲等處理之后得到Y，并對Y進行誤碼分析[5]。

3.1 輸入信噪比不同對OFDM系統誤碼率的影響

（1）當輸入信噪比為20dBW時，解調后錯誤的個數為9；誤碼率為0.1406；其仿真星座圖如圖2所示：

（2）當輸入信噪比為30dBW時，解調后錯誤的個數為：0；誤碼率為：0；其仿真星座圖如圖3所示。

對系統進行仿真，繪制出從0到12dbw時的誤差率-信噪比曲線，如圖4所示用+號表示的藍線代表理論分析的誤碼率，用*號表示的紅線代表實際仿真出來的誤碼率。

由圖4所示，理論誤碼率曲線與實際誤碼率曲線基本吻合，可知QPSK調制在OFDM系統誤碼性能上沒有影響，即系統的誤碼性能與高斯噪聲無關。

3.2 多徑干擾對OFDM系統的誤碼率的影響

在多徑干擾下的情況下對有OFDM與OFDM系統的誤碼特性進行比較如圖5所示，藍線和紅線分別表示系統經OFDM調制后和在不經OFDM調制情況下在多徑干擾下的誤碼性能。

由圖5所示，經OFDM調制之后，多徑干擾所造成的無碼特性明顯下降，誤碼性能能給得到一定程度的改善。

4 結論

經過大量的仿真實驗驗證，我們得出：在輸入信噪比snr≥30dBW時，解調效果較明顯，誤碼基本為0；OFDM系統可以使得多徑干擾對信道帶來的影響減小，改善其誤碼性；OFDM技術作為一種高效的調制技術將影響未來的移動通信質量，對OFDM進行更加深入的研究有

著極其重要的現實意義。

參考文獻：

[1]陳宜文，許斌，郝建華，張子博.基于OFDM技術的電力線通信系統建模與仿真[J].國外電子測量技術，2015，34（02）：21-26.

[2]Barbu T.Variational Image Denoising Approach with Diffusion Porous Media Flow[J].Abstract and Applied Analysis，2013，2013（01）：8.

[3]張航.數字通訊的抗多徑干擾技術研究[D].電子科技大學，2007.

[4]蔡峰.基于OFDM無線通信系統的同步算法研究[D].西安電子科技大學，2007.

[5]佟學儉等.OFDM移動通信技術原理[M].人民郵電出版社.