【OFDM、OOK、PPM、QAM的BER仿真】绘制不同调制方案的误码率曲线研究附Matlab代码

抗多径衰落：
由于子载波带宽远小于信道相干带宽，每个子载波上的信道衰落近似为平坦衰落，可以通过简单的均衡技术进行补偿。
频谱利用率高：
子载波之间采用正交性，允许频谱重叠，从而提高频谱利用率。
实现简单：
可以通过快速傅里叶变换 (FFT) 和逆快速傅里叶变换 (IFFT) 实现调制和解调，简化了实现复杂度。

然而，OFDM 也存在一些缺点：

对频率偏移和相位噪声敏感：
频率偏移和相位噪声会破坏子载波之间的正交性，导致子载波间干扰 (ICI)。
峰均功率比 (PAPR) 较高：
多个子载波信号的叠加可能导致信号峰值远高于平均值，需要使用功率回退，降低了功放效率。

2.2 开关键控 (OOK)

OOK 是一种最简单的数字调制技术，也称为幅度键控 (ASK)，它通过载波的幅度变化来表示数字信息。当发送“1”时，发送载波信号；当发送“0”时，不发送载波信号。OOK 的优点在于：

实现简单：
发射机和接收机结构简单，成本低廉。
功耗低：
在发送“0”时，无需发射信号，可以降低功耗。

OOK 的缺点在于：

抗噪声能力差：
容易受到噪声干扰，导致误码率较高。
频谱效率低：
由于信号幅度只有两种状态，频谱利用率较低。

2.3 脉冲位置调制 (PPM)

PPM 是一种时间调制技术，它通过脉冲的位置来表示数字信息。将一个周期分成若干个时隙，脉冲出现在不同的时隙代表不同的数字信息。PPM 的优点在于：

抗噪声能力较强：
只要脉冲位置能够被正确识别，就可以避免噪声的影响。
实现简单：
只需要控制脉冲的发射时间。

PPM 的缺点在于：

带宽占用较大：
需要将周期分成多个时隙，占用的带宽较多。
同步要求高：
接收端需要精确同步才能正确解调信号。

2.4 正交幅度调制 (QAM)

QAM 是一种多进制幅度相位调制技术，它通过同时改变载波的幅度和相位来表示数字信息。QAM 的优点在于：

频谱效率高：
可以通过调整幅度和相位的组合，传输多个比特信息，提高频谱效率。
功率效率高：
可以通过合理的星座图设计，降低峰均功率比。

QAM 的缺点在于：

对信道条件敏感：
容易受到信道衰落和噪声的影响，需要复杂的均衡技术。
实现复杂度高：
发射机和接收机结构复杂，成本较高。

3. 误码率仿真模型及参数设置

为了比较不同调制方案的BER性能，需要建立相应的仿真模型。仿真模型主要包括以下几个部分：

信源：
产生随机的二进制比特流。
调制器：
将二进制比特流调制成相应的模拟信号。
信道：
模拟信号在信道中传输的过程，包括加性高斯白噪声 (AWGN) 信道和瑞利衰落信道等。
解调器：
将接收到的信号解调成二进制比特流。
误码率计算：
比较发送的比特流和接收的比特流，计算误码率。

仿真参数设置如下：

信源：
产生随机的二进制比特流，码率为 1 Mbps。
调制器：
分别采用 OFDM、OOK、PPM 和 QAM 调制方案。OFDM 子载波数设置为 64，循环前缀长度设置为 1/4 的符号长度；QAM 调制阶数分别为 4QAM、16QAM 和 64QAM。
信道：
分别采用 AWGN 信道和瑞利衰落信道。AWGN 信道只引入加性高斯白噪声，瑞利衰落信道引入多径衰落。
解调器：
采用与调制器对应的解调方案。
误码率计算：
统计发送的比特数和错误的比特数，计算误码率。

在仿真过程中，需要改变信噪比 (SNR) 的值，并记录不同信噪比下的误码率，从而绘制出误码率曲线。

4. 仿真结果及分析

通过仿真实验，可以得到不同调制方案在不同信道条件下的误码率曲线。下面对仿真结果进行分析：

AWGN 信道下的误码率曲线：
在 AWGN 信道下，QAM 调制方案的性能优于其他调制方案。随着 QAM 调制阶数的提高，误码率性能逐渐下降。OOK 调制方案的性能最差，因为其抗噪声能力较弱。OFDM 调制方案的性能介于 QAM 和 OOK 之间。PPM 的性能取决于其时隙数量，时隙越多性能越好，但带宽占用也越大。
瑞利衰落信道下的误码率曲线：
在瑞利衰落信道下，OFDM 调制方案的性能明显优于其他调制方案，因为它能够有效对抗多径衰落。QAM 调制方案的性能大幅下降，需要复杂的均衡技术才能提高其性能。OOK 调制方案的性能仍然最差。PPM 在瑞利信道下的性能会受到多径的影响，需要采取相应的措施。

通过比较不同调制方案的误码率曲线，可以得出以下结论：