芯耀
与非AI
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一、OFDM基带发送系统架构
正交频分复用（OFDM）技术作为现代宽带通信的核心调制方式，通过将高速数据流分割到多个相互正交的子载波上并行传输，有效对抗频率选择性衰落。
一个完整的OFDM基带发送端实现架构,采用PRBS15作为信源，经过16QAM Gray码映射、导频插入、Hermitian共轭对称构造、64点IFFT变换和16点循环前缀添加，最终生成可传输的OFDM时域信号。
二、 OFDM基带发送数据流程
matlab代码
clc; clear; close all;
%% ==================== 1. 发送端 (TX) ====================
% 1.1 生成PRBS伪随机比特序列
rx_data=gen_prbs(15,15,14);
% 1.2 调制 (Gray码映射)
map_dout = qam_modulate(rx_data,16);
% 1.3 插入导频
pilot_dout = insert_pilot_process(map_dout);
% 1.4 Hermitian共轭对称构造 (保证IFFT输出为实数)
her_data = hermitian_conj_process(pilot_dout);
% 1.5 IFFT变换 (逐行做N点IFFT)
[iffta,ifftb] = size( her_data);
ifft_dout = zeros(iffta,ifftb);
for i = 1:iffta
ifft_dout(i,:) = ifft(her_data(i,:));
end
% 1.6 添加循环前缀 (CP)
cp_dout = add_cp_process(ifft_dout);
% 1.7 绘制发送信号功率谱密度
ccp_dout = reshape(cp_dout',1,iffta*80);
f=fftshift(fft(ccp_dout));
p=10*log10(abs(f));
x=-20:40/length(ccp_dout):20;
plot(x(1:length(ccp_dout)),p)
xlabel('频率 (MHz)'); ylabel('幅度 (dB)');
1、生成伪随机二进制序列（PRBS）
代码调用了gen_prbs(15,15,14)，生成伪随机二进制序列（PRBS），采用15级线性反馈移位寄存器（LFSR），抽头配置为第15位输出、第14位反馈，生成周期为2^15-1=32767比特的长随机序列。PRBS（伪随机二进制序列）具有良好的自相关特性，接近白噪声，是通信系统测试中评估物理层性能的黄金标准。
2、16QAM调制
代码通过qam_modulate(rx_data,16)将二进制比特流映射为复数符号。每4个比特构成一个16QAM符号，其中前2比特映射实部、后2比特映射虚部，采用Gray码编码策略。 Gray码的核心优势在于相邻星座点仅相差1个比特，当符号因噪声或干扰发生微小偏移而误判为邻近点时，仅产生1比特错误，相比自然二进制映射显著降低误码率。
调制器内部通过get_qam_mapping_tables预计算映射表，实现向量化快速查找，避免逐符号计算的开销。
3、插入导频信号
nsert_pilot_process函数将48个数据子载波映射到64点IFFT输入帧中，并在固定位置插入4个已知导频符号。 导频采用复数值(1+j)和(-1-j)交替配置，分布于子载波索引7、21、43、57处（MATLAB索引+1后为8、22、44、58）。
接收端通过比较接收导频与已知发送导频的幅相差异，可插值估计整个频带的信道响应，为后续均衡提供依据。
4、Hermitian对称与IFFT
hermitian_conj_process函数对每行数据施加公式：Xe(n)=0.5×[X(n)+conj(X(N-n))]，强制频域数据满足共轭对称条件。
对于实值时域信号，其DFT结果必须满足X(k)=X*(N-k)的共轭对称性；反之，若频域数据满足此条件，则IFFT输出必为实数。该处理避免了复数时域信号对射频前端IQ调制器的复杂要求，降低了硬件实现成本。
5、添加CP
代码逐行执行64点IFFT，将频域子载波转换为时域采样序列。随后add_cp_process为每个64点符号追加16点循环前缀，总符号长度扩展为80点。CP长度取为IFFT点数的25%，足以覆盖大多数室内多径信道的时延扩展。
CP的引入将线性卷积转换为循环卷积，消除了符号间干扰（ISI），同时保持子载波间的正交性。最终代码将时域信号reshape为一维向量，通过FFT计算并绘制功率谱密度，验证信号带限特性。
