1、OFDM基带系统结构

上半部分和下半部分分别为发射机链路和接收机链路。另一方面看，完整的ＯＦＤＭ系统又分为基带部分和射频部分，基带系统对数据进行一系列数字信号处理，射频处理部分则用来把基带信号转换到高频上去。

       ＯＦＤＭ技术工作于物理层，其系统传输的数据通常也称为物理层服务数据单元（ＰＳＤＵ）。在完整的ＯＦＤＭ系统中，二进制数据输入前首先进行扰码，数字通信中，如果经常出现长串的“０”或者“１”序列，则会影响接收机对接收信号到来的误判，不能准确确定信号的到来，因此需要扰码器来避免长串的或“１”。随后后进行信道编码，编码的目的是为了让传输更可靠，通过发送冗余数据或者监督码元，采用不同的编码效率，以牺牲少量带宽为代价换去更高的可靠性。编码后的比特流再进行交织编码，交织后的比特流经过星座映射调制成同相（Ｉ路）和正交（Ｑ路）两路复数信号，星座映射可以采用相移键控（ＰＳＫ）调制方式或者正交幅度调制（ＱＡＭ），ＯＦＤＭ数据部分一般采用１６ＱＡＭ调制，在不同标准和场景下，系统会采用不同速率的调制方式来满足需求，本设计采用的是１６ＱＡＭ调制。调制后的符号再经过ＩＦＦＴ处理，调制到不同子载波上，从而在一个符号周期内不同子信道上的信号进行叠加得到一个ＯＦＤＭ符号。完整的ＯＦＤＭ系统中，会选中子载波来传输导频，导频信号作为接收机一直的信息用于接收机的频率同步和信道估计。ＩＦＦＴ的输出再经过并串处理后，添加循环前缀及加窗操作，从而减少ＯＦＤＭ符号带外辐射。经过以上几个部分的处理，便完成了ＯＦＤＭ数字基带处理，再将待发送的信号经过数模转换（Ｄ／Ａ）处理变成连续波形后，便可发送到射频前端进行基带信号到高频信号的转变，从而完成整个发射机的过程。

      接收过程则基本上是实现与发送机过程正相反的逆操作，首先需要使得接收机的系统时钟与发射机的时钟同步，无线通信系统中，要考虑无线信道传输过程中造成的延时，另外，还需要考虑频率同步。两根天线之间会有载波偏移，不同振荡器产生的频率也不可能完全一样，因此需要解决载波频率偏移的问题。除此之外，无线信道还会影响解调信号的幅值，进而导致高阶星座解调的准确性，因此需要信道估计来估计信道响应对幅度进行补偿。ＯＦＤＭ系统中运用前导训练序列来完成时域同步和信道估计，能有效的解决以上同步问题。信号经过同步处理和幅值补偿之后，接下来就是对发射机各模块的逆运算，包括去循环前缀、ＦＦＴ和星座解调、与编码对应的译码模块以及解交织等处理。

    考虑到工作量较大时间较紧的关系，本设计在ＯＦＤＭ完整系统的基础上，省略了一部分模块的设计，比如编译码模块、交织／解交织模块，并假设接收机采用同一块板子，不存在频偏的情况，因此省略频率同步模块，完成了一个基础的ＯＦＤＭ基带通信系统设计。

   本设计的ＯＦＤＭ收发系统模块的模型如图２－２所示，系统分为发射机部分和接收机部分，各部分根据不同的功能分为多个子模块，分模块化设计和实现。本文主要完成的模块包括１６ＱＡＭ映射模块、ＩＦＦＴ模块、循环前缀及加窗模块，以及接收机部分的同步（分组检测）模块、去除ＣＰ和ＦＦＴ模块，信道估计模块及１６ＱＡＭ解映射模块。