FFT—OFDM的电力线载波通信仿真

李朋飞

摘 要：电力线通信的信道条件复杂，信道特征是电力线的重点模块，本文以OFDM系统为基础，着重阐述了OFDM系统在有无高斯白噪声和多径干扰的不同环境的信道下的误码性能，在深入研究OFDM基本原理和电力线信道特性的基础上，加入了电力線的信道特性，从而建立了完整的电力系统模型，最后做出误码性能的分析和比较。

关键词：正交频分复用；高斯白噪声；多径干扰

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

1 OFDM的发展

电力线通信是指利用已有的电力线网络进行信号传输的通信方式，但电力线不是专用的通信信道，所以其信道特性较为恶劣[1]，具体表现在：噪声电平高、阻抗变化大、多径延迟效应等。20世纪70年代，韦斯坦等人应用DFT和FFT研制了OFDM系统，最早应用于无线通信，数据传输速率高，能有效对抗频率选择性衰落。本文介绍了OFDM的基本原理，研究了高斯噪声[2]条件下，信噪比和多径干扰[3]对误码率的影响。

2 OFDM系统介绍

OFDM技术与FDM基本原理相同，不同的是，OFDM技术利用了更好的控制方法，使频谱利用率有所提高[4]。可以利用快速傅立叶变换实现调制和解调，从而大大简化系统复杂度。OFDM是利用FFT实现调制和解调，避免了直接生成N个载波时由于频偏而产生的交调。当载波频率间隔，则OFDM信号可以保持各子载波相互正交，可用DFT来表示。

3 OFDM系统的仿真结果及分析

本文所设计的技术路线如图1所示，产生随机数之后组成数组X并经16QAM星点映射、IFFT、噪声等处理之后得到Y，并对Y进行误码分析[5]。

3.1 输入信噪比不同对OFDM系统误码率的影响

（1）当输入信噪比为20dBW时，解调后错误的个数为9；误码率为0.1406；其仿真星座图如图2所示：

（2）当输入信噪比为30dBW时，解调后错误的个数为：0；误码率为：0；其仿真星座图如图3所示。

对系统进行仿真，绘制出从0到12dbw时的误差率-信噪比曲线，如图4所示用+号表示的蓝线代表理论分析的误码率，用*号表示的红线代表实际仿真出来的误码率。

由图4所示，理论误码率曲线与实际误码率曲线基本吻合，可知QPSK调制在OFDM系统误码性能上没有影响，即系统的误码性能与高斯噪声无关。

3.2 多径干扰对OFDM系统的误码率的影响

在多径干扰下的情况下对有OFDM与OFDM系统的误码特性进行比较如图5所示，蓝线和红线分别表示系统经OFDM调制后和在不经OFDM调制情况下在多径干扰下的误码性能。

由图5所示，经OFDM调制之后，多径干扰所造成的无码特性明显下降，误码性能能给得到一定程度的改善。

4 结论

经过大量的仿真实验验证，我们得出：在输入信噪比snr≥30dBW时，解调效果较明显，误码基本为0；OFDM系统可以使得多径干扰对信道带来的影响减小，改善其误码性；OFDM技术作为一种高效的调制技术将影响未来的移动通信质量，对OFDM进行更加深入的研究有

着极其重要的现实意义。

参考文献：

[1]陈宜文，许斌，郝建华，张子博.基于OFDM技术的电力线通信系统建模与仿真[J].国外电子测量技术，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]张航.数字通讯的抗多径干扰技术研究[D].电子科技大学，2007.

[4]蔡峰.基于OFDM无线通信系统的同步算法研究[D].西安电子科技大学，2007.

[5]佟学俭等.OFDM移动通信技术原理[M].人民邮电出版社.