研究内容

正交频分复用技术的基本原理是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到相互正交且重叠的多个子载波上同时传输。其系统架构如图1所示。

本次研究的内容与保护时间相关—正交频分复用系统中不同保护间隔的仿真分析。保护间隔的存在会增大OFDM传输的周期，而在接收端要除去保护间隔，由此会产生能量的损耗，降低频谱效率；但是不加入保护时间，或者保护时间小于信道的最大时延宽度，会引起符号间串扰的问题，影响通信的质量。所以适当大小的保护间隔很有必要。本次研究主要使用Matlab软件进行仿真，分析了保护间隔（GI）对于系统性能的影响，使用误比特率作为参考依据。

研究方法

本次研究对OFDM系统参数进行设计，使用MATLAB软件进行仿真设计，基于IFFT/FFT实现的OFDM系统模型，阐述了运用IDFT和DFT实现OFDM系统，重点研究了理想同步情况下,仿真不同保护间隔(CP或CS)、不同间隔长度，分别在高斯信道下和多径瑞利信道（最大时延为15个采样点）对OFDM系统的ISI影响。具体考虑64点FFT的OFDM系统的BER性能

由于多径效应的影响，会产生符号间干扰ISI，保护间隔的存在可以消除该干扰；为了避免空闲保护间隔由于多径传播造成子载波间的正交性破坏，OFDM符号需要在其保护间隔内填入循环前缀信号；循环前缀过小，依旧会造成干扰，过大则会造成功率损失。一般CP小于OFDM symbol长度的1/4。

本文首先简要介绍其基本原理，保护间隔存在的原因，重点分析在理想同步的情况下，不同保护间隔在高斯信道和多径瑞利衰落信道下对正交频分复用系统的影响。本次实验使用MATLAB语言实现计算机仿真。

最后根据系统误比特率比较影响，得出结论：在瑞利多径信道下，保护间隔的长度小于信道最大时延时，ISI对BER的影响依旧很大，最终会产生误差平底现象；长度足够时，系统就会经历平坦衰落信道。而在AWGN信道下，保护间隔的影响可以忽略。

在瑞利多径信道下，由于存在着多径时延，系统的BER性能受到很大影响，添加保护间隔可以消除这种干扰。保护间隔的长度小于信道最大时延时，ISI对BER的影响依旧很大，最终会产生误差平底现象；长度足够时，系统就会经历平坦衰落信道。其中采取补零法会引起的信道间干扰，循环前缀则没有这种干扰，系统的BER性能与理论结果一致。而在AWGN信道下没有多径时延，不论什么类型的保护间隔长度，BER性能均与解析结果相符。