瑞利信道环境下的ofdm通信系统性能研究(附件)【字数：8877】
摘 要正交频分复用技术简称OFDM，该技术从20世纪80年代至今已经成为无线局域网标准的一部分，被广泛应用在视频领域和广播式数字音频领域中。要研究OFDM通信系统的性能首先得了解它的调制参数和调制方式，要判断信号是用的哪种调制方式，调制信息和参数是重要的前提。本文主要研究OFDM技术的基本原理，历史及其发展过程，分析设计的OFDM系统在瑞利信道条件下不同调制方式的性能，综述MATLAB仿真软件的发展现状和在复杂信道环境下OFDM调制与解调领域的应用现状。利用MATLAB仿真软件对OFDM系统的各阶段模块进行模拟实现，采用SIMULINK软件实现OFDM通信系统仿真，得出误码率性能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 OFDM系统的发展现状 1
1.3 OFDM技术的优缺点 2
第二章 OFDM技术基础 3
2.1 OFDM通信系统的基本原理 3
2.2 OFDM通信系统的调制与解调 3
2.3调制识别技术的发展和研究现状 5
第三章 OFDM信号检测技术 7
3.1串/并变换 7
3.2基于IFFT/FFT的OFDM 7
3.3信道估计 8
第四章 OFDM通信系统仿真 10
4.1 MATLAB仿真软件的发展历程 10
4.2使用MATLAB/SIMULINK进行通信系统设计 10
4.3 OFDM系统中QPSK的流程框图 11
4.4瑞利衰落信道对OFDM系统中QPSK的仿真分析 12
结束语 17
致谢 18
参考文献 19
附录A 20 第一章 绪论
1.1引言
在现代通信系统中，通信双方至少有一方在运动状态中进行信息传输叫做移动通信，移动通信已经是现实生活中必不可少的组成部分。目前，移动通信已经从模拟通信演变为数字通信，正朝着个人通信的更高阶层目标迈进。
通信技术的不断成熟发展推动了现代社会的高速发展，而宽带作为当今通信领域的热门发展趋势之一也使人类步入了一个新的信息化时代。为了应对快速 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
增长的移动通信需求，有必要设计一个更高速的无线系统，但是在这期间无线信道会导致很严重的频率选择性衰落。正交频分复用技术是一种高速数据传输技术，在对抗符号间的干扰上是非常有效的并且受到了社会广泛关注，众多科研者们对这一关键技术展开激烈的研究。
正交频分复用（OFDM）是一种特殊的多载波调制技术，较强的抗多径干扰能力和较高的频谱利用率是它的主要优点。串行数据通过多个正交副载波并行发送，码元的宽度被扩大，单个码元所占据的频带减少，并且由于多路径而导致的频率选择性衰落被抑制，可以有效克服码间串扰 ISI，减少对均衡技术的系统要求，符合多径环境和衰落信道中的高速数据传输;信道的使用率很高，这在频谱资源有限的无线环境中非常重要。近年来OFDM被大量应用在数字音频和数字视频广播、该技术已被应用于音视频广播领域。数字信号处理（DSP）技术在近年来的飞速发宽带射频接入网以及固定宽带无线接入系统中。
1.2 OFDM系统的发展现状
OFDM已经提出了将近40年，军用的无线高频通信链路是它的第一个实际应用，经过多年的发展，展使得可以有效对抗ISI的OFDM技术得到了社会的广泛关注。
1999年IEEE 802.11a采用OFDM调制技术作为一个5GHz的无线局域网的物理层标准，同年12月，有七家公司为了策划一个在OFDM技术基础上的全球性统一标准（包括Ericsson、Nokia和WiLAN在内）发起了国际OFDM论坛，其论坛成员人数迄今已增至46人，有15名主要成员参加，中国信息产业部也参与其中。在2000年11月OFDM技术被推荐为IEEE 802.16.3城域网的物理层（PHY）标准。人们对移动化、宽带数据、个性化和通信的需求日益增长，使得OFDM技术在集成无线接入中得到更广泛的应用。基于AM和FM等模拟广播技术，DAB可提供与CD和其他一些新数据服务相媲美的音质。1995年，ETSI制定了第一个使用OFDM的DAB标准;在1997年，采用了基于OFDM的DVB标准。在ADSL应用中，OFDM被认为是一种典型的离散多音调制技术，已经成功应用于有线环境。经过许多次的修改之后，在1998年7月IEEE 802.11标准组为了能提供654Mbit/s的数据速率，决定选择OFDM作为WLAN的物理层标准，这是分组业务通信系统第一次使用OFDM技术，此后OFDM也被作为ETSI、MMAC和BRAN的物理层标准。
另外OFDM结合空时编码、分集、干扰抑制和智能天线等技术可以使物理层信息传输的可靠性得到很大程度的提升，并且由于OFDM成本低、频谱利用率高的优势，人们开始集中精力将OFDM技术应用到移动通信领域中。
1.3 OFDM技术的优缺点
虽然OFDM技术已经被广泛应用到通信领域中，但是在使用中它的优点和缺点我们也应该有所了解。
OFDM技术的优点如下：
高速数据流的串并转换增加了每个副载波上数据符号的持续时间，有效地减少了由于无线信道的时间扩散而导致的ISI，并且接收机中的均衡器变得更加复杂度数减少并且可以使用循环前缀插入来消除ISI的不利影响。
与传统频分复用系统相比，OFDM系统的副载波之间存在正交性，并且允许子信道的频谱相互重叠，可以将频谱资源的利用率最大化。
可以采用离散傅里叶变换（DFT）和离散傅里叶反变换（IDFT）方法实现各个子信道的正交调制和解调，也可用快速傅里叶变换（FFT）和快速傅里叶反变换（IFFT）实现子载波数很多系统中的调制和解调。
由于无线数据业务存在非对称性，所以能支持非对称高速率数据传输的物理层很重要，OFDM系统可以通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率。
其他多址方式可以很容易地与OFDM结合形成一个OFDM系统，使多个用户同时进行信息传输。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 OFDM系统的发展现状 1
1.3 OFDM技术的优缺点 2
第二章 OFDM技术基础 3
2.1 OFDM通信系统的基本原理 3
2.2 OFDM通信系统的调制与解调 3
2.3调制识别技术的发展和研究现状 5
第三章 OFDM信号检测技术 7
3.1串/并变换 7
3.2基于IFFT/FFT的OFDM 7
3.3信道估计 8
第四章 OFDM通信系统仿真 10
4.1 MATLAB仿真软件的发展历程 10
4.2使用MATLAB/SIMULINK进行通信系统设计 10
4.3 OFDM系统中QPSK的流程框图 11
4.4瑞利衰落信道对OFDM系统中QPSK的仿真分析 12
结束语 17
致谢 18
参考文献 19
附录A 20 第一章 绪论
1.1引言
在现代通信系统中，通信双方至少有一方在运动状态中进行信息传输叫做移动通信，移动通信已经是现实生活中必不可少的组成部分。目前，移动通信已经从模拟通信演变为数字通信，正朝着个人通信的更高阶层目标迈进。
通信技术的不断成熟发展推动了现代社会的高速发展，而宽带作为当今通信领域的热门发展趋势之一也使人类步入了一个新的信息化时代。为了应对快速 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
增长的移动通信需求，有必要设计一个更高速的无线系统，但是在这期间无线信道会导致很严重的频率选择性衰落。正交频分复用技术是一种高速数据传输技术，在对抗符号间的干扰上是非常有效的并且受到了社会广泛关注，众多科研者们对这一关键技术展开激烈的研究。
正交频分复用（OFDM）是一种特殊的多载波调制技术，较强的抗多径干扰能力和较高的频谱利用率是它的主要优点。串行数据通过多个正交副载波并行发送，码元的宽度被扩大，单个码元所占据的频带减少，并且由于多路径而导致的频率选择性衰落被抑制，可以有效克服码间串扰 ISI，减少对均衡技术的系统要求，符合多径环境和衰落信道中的高速数据传输;信道的使用率很高，这在频谱资源有限的无线环境中非常重要。近年来OFDM被大量应用在数字音频和数字视频广播、该技术已被应用于音视频广播领域。数字信号处理（DSP）技术在近年来的飞速发宽带射频接入网以及固定宽带无线接入系统中。
1.2 OFDM系统的发展现状
OFDM已经提出了将近40年，军用的无线高频通信链路是它的第一个实际应用，经过多年的发展，展使得可以有效对抗ISI的OFDM技术得到了社会的广泛关注。
1999年IEEE 802.11a采用OFDM调制技术作为一个5GHz的无线局域网的物理层标准，同年12月，有七家公司为了策划一个在OFDM技术基础上的全球性统一标准（包括Ericsson、Nokia和WiLAN在内）发起了国际OFDM论坛，其论坛成员人数迄今已增至46人，有15名主要成员参加，中国信息产业部也参与其中。在2000年11月OFDM技术被推荐为IEEE 802.16.3城域网的物理层（PHY）标准。人们对移动化、宽带数据、个性化和通信的需求日益增长，使得OFDM技术在集成无线接入中得到更广泛的应用。基于AM和FM等模拟广播技术，DAB可提供与CD和其他一些新数据服务相媲美的音质。1995年，ETSI制定了第一个使用OFDM的DAB标准;在1997年，采用了基于OFDM的DVB标准。在ADSL应用中，OFDM被认为是一种典型的离散多音调制技术，已经成功应用于有线环境。经过许多次的修改之后，在1998年7月IEEE 802.11标准组为了能提供654Mbit/s的数据速率，决定选择OFDM作为WLAN的物理层标准，这是分组业务通信系统第一次使用OFDM技术，此后OFDM也被作为ETSI、MMAC和BRAN的物理层标准。
另外OFDM结合空时编码、分集、干扰抑制和智能天线等技术可以使物理层信息传输的可靠性得到很大程度的提升，并且由于OFDM成本低、频谱利用率高的优势，人们开始集中精力将OFDM技术应用到移动通信领域中。
1.3 OFDM技术的优缺点
虽然OFDM技术已经被广泛应用到通信领域中，但是在使用中它的优点和缺点我们也应该有所了解。
OFDM技术的优点如下：
高速数据流的串并转换增加了每个副载波上数据符号的持续时间，有效地减少了由于无线信道的时间扩散而导致的ISI，并且接收机中的均衡器变得更加复杂度数减少并且可以使用循环前缀插入来消除ISI的不利影响。
与传统频分复用系统相比，OFDM系统的副载波之间存在正交性，并且允许子信道的频谱相互重叠，可以将频谱资源的利用率最大化。
可以采用离散傅里叶变换（DFT）和离散傅里叶反变换（IDFT）方法实现各个子信道的正交调制和解调，也可用快速傅里叶变换（FFT）和快速傅里叶反变换（IFFT）实现子载波数很多系统中的调制和解调。
由于无线数据业务存在非对称性，所以能支持非对称高速率数据传输的物理层很重要，OFDM系统可以通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率。
其他多址方式可以很容易地与OFDM结合形成一个OFDM系统，使多个用户同时进行信息传输。
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