基于matlab的ofdm系统设计(附件)【字数：6485】
摘 要OFDM是一种多载波调制方式，通过减小和消除码间串扰的影响来克服信道的频率选择性衰落，其基本原理是将信号分割为N个子信号，然后用N个子信号分别调制N个相互正交的子载波。由于子载波的频谱相互重叠，因而可以得到较高的频谱效率。OFDM技术的主要思想是将指配的信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，信号带宽小于信道的相关带宽。 本文分析了无线信道的特点，简要概述了OFDM的发展状况及原理，采用了matlab仿真的方法，对由于高斯噪声而产生码间干扰等问题进行了仿真和讨论，且对QPSK技术进行了仿真和分析。并阐述了自己在制作毕业设计过程中的所遇到的问题及心得感悟等。
目 录
概述1
第二章 OFDM的基本原理2
2.1多载波传输系统2
2.2正交频分复用2
2.3OFDM基本原理3
2.4 FFT/IFFT5
第三章 OFDM系统仿真6
3.1OFDM系统仿真设计7
3.2OFDM仿真程序7
3.2.1 mod程序7
3.2.2 remod程序序7
3.2仿真及结果7
3.3仿真结果分析14
结束语16
致谢18
参考文献19
附录20
第一章 概述
现代移动通信是一门复杂的高新技术，不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就，而且集中了网络技术和计算机技术的许多成果。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段，并且正朝着个人通信这一更高级阶段发展。未来移动通信的目标是，能在任何时间、任何地点、向任何人提供快速可靠的通信服务[2]。
正交频分复用（OFDM）是另一种无线方式，OFDM具有超越容量的潜力。CDMA系统及为4G系统提供无线接入方式，这是一种允许数字数据高效可靠的调制方案。通过无线信道传输，即使在多径环境中。OFDM传输使用大量窄带载波的数据。这些载体在频率上有规律的间隔，形成一组光谱。频率间隔载波的时间同步以这样一种方式选择，载波是正交的，这意味着它们不会互相干扰。尽管这是载流子在频域内相互重叠。“OFDM”的名称是由于数字数 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
据是用多个载波发送的，每一个不同频率（频分复用）和这些载波是正交的，因此为正交频分复用[3]。
OFDM系统的提出已有40年的历史，第一个实际应用是军用的无线高频通信链路。但这种多载波传输技术在双向无线数据方面的应用确实近10年来的新趋势。经过多年的发展，该技术在广播方式下的音频和视频领域已得到广泛的应用。近年来，由于数字信号处理技术的飞速发展，OFDM作为一种可以有效对抗ISI的高速传输技术，引起了广泛关注。OFDM技术已经成功地应用于非对称数字用户环路、无线本地环路、数字音频广播、高清晰度电视、无线局域网等系统中。可以有效地消除信号多径传播所造成的ISI现象，因此在移动通信中的运用也是大势所趋
第二章 OFDM基本原理
2.1多载波传输系统
每个子数据流具有较低的比特率的原因，是若干子比特流由多载波传输将数据流分解所得。单载波系统中，如果出现一次衰落以及干扰，那么整个链路就会失效。而少部分的子信道在多载波系统中的某一时刻会受到衰落或干扰，并产生严重影响[1]。如下图21所示：
图 21 多载波系统的基本结构
2.2正交频分复用
而且这是在FDM的基础之上完成的。以下公式21说的是区间（t0，t0+t）之内拥有正弦函数便能体现出函数集{cosnωt}和{sinmωt}（n，m=0，1，2，3等自然数）的正交性，而这正交性指的是正弦余弦函数两两正交，这体现出了子载波集的属性，而这是在OFDM中，其中T=2π/ω[3]。
（21）
公式22表示的是单个子载波信号，根据以上理论我们可以知道f1（t），f2（t），，fN（t）必须要满足的公式条件是fk=f0+k/TN ，其中k=1~N，表示他们所满足信道的频率载波为N个[2]。
（22）
由正交性可知：
（23）
由式（23）知，两两正交是子载波信号的性质。接收端就可以利用正交性在理论上进行解调的前提是信号严格同步，调制信号严格正交。与FDM相同的是，信号的频谱是OFDM信号表达式的区别。
下图2－2表示FDM与OFDM的显示的是FDM与OFDM的频谱，他们的原理不同决定了他们保护间隔长度不同，因为接收端需要进行频率分割。OFDM系统相邻子信道频谱在一定程度上是可以重叠的，因为它的接收端利用正交性解调[5]。
图 22 FDM与OFDM的频谱
2.3OFDM基本原理
以下公式24表示的是当OFDM信号从t=ts开始时，就有以下式子，rect(t)＝1，∣t∣≤T／2，其中T表示的是OFDM符号的宽度，他的前提是子信道的个数用N表示。f0表示的是初始值为0的频率载波。这些调制过的信号中子载波都可以由相移键控（PSK）或者正交调制（QAM）进行调制。由此可知，一个OFDM符号之内包括多个子载波的合成信号[4]。
（24）
图2－3表示的是OFDM的基本模型，并给出了框图，还给了公式：fi=f0+i/T。
图23 OFDM 系统基本模型
（25）
下面的图24中表示的是一个OFDM符号内包括4个子载波的实例，里面有四只函数曲线，每只曲线各不相同，都发生了相应的变化，从上到下频率频率保持不变，周期越来越短。单个子载波在信号周期内都表示整数个周期，相邻子载波相差一个周期。这就是以上公式25所表达的[6]。
目 录
概述1
第二章 OFDM的基本原理2
2.1多载波传输系统2
2.2正交频分复用2
2.3OFDM基本原理3
2.4 FFT/IFFT5
第三章 OFDM系统仿真6
3.1OFDM系统仿真设计7
3.2OFDM仿真程序7
3.2.1 mod程序7
3.2.2 remod程序序7
3.2仿真及结果7
3.3仿真结果分析14
结束语16
致谢18
参考文献19
附录20
第一章 概述
现代移动通信是一门复杂的高新技术，不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就，而且集中了网络技术和计算机技术的许多成果。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段，并且正朝着个人通信这一更高级阶段发展。未来移动通信的目标是，能在任何时间、任何地点、向任何人提供快速可靠的通信服务[2]。
正交频分复用（OFDM）是另一种无线方式，OFDM具有超越容量的潜力。CDMA系统及为4G系统提供无线接入方式，这是一种允许数字数据高效可靠的调制方案。通过无线信道传输，即使在多径环境中。OFDM传输使用大量窄带载波的数据。这些载体在频率上有规律的间隔，形成一组光谱。频率间隔载波的时间同步以这样一种方式选择，载波是正交的，这意味着它们不会互相干扰。尽管这是载流子在频域内相互重叠。“OFDM”的名称是由于数字数 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
据是用多个载波发送的，每一个不同频率（频分复用）和这些载波是正交的，因此为正交频分复用[3]。
OFDM系统的提出已有40年的历史，第一个实际应用是军用的无线高频通信链路。但这种多载波传输技术在双向无线数据方面的应用确实近10年来的新趋势。经过多年的发展，该技术在广播方式下的音频和视频领域已得到广泛的应用。近年来，由于数字信号处理技术的飞速发展，OFDM作为一种可以有效对抗ISI的高速传输技术，引起了广泛关注。OFDM技术已经成功地应用于非对称数字用户环路、无线本地环路、数字音频广播、高清晰度电视、无线局域网等系统中。可以有效地消除信号多径传播所造成的ISI现象，因此在移动通信中的运用也是大势所趋
第二章 OFDM基本原理
2.1多载波传输系统
每个子数据流具有较低的比特率的原因，是若干子比特流由多载波传输将数据流分解所得。单载波系统中，如果出现一次衰落以及干扰，那么整个链路就会失效。而少部分的子信道在多载波系统中的某一时刻会受到衰落或干扰，并产生严重影响[1]。如下图21所示：
图 21 多载波系统的基本结构
2.2正交频分复用
而且这是在FDM的基础之上完成的。以下公式21说的是区间（t0，t0+t）之内拥有正弦函数便能体现出函数集{cosnωt}和{sinmωt}（n，m=0，1，2，3等自然数）的正交性，而这正交性指的是正弦余弦函数两两正交，这体现出了子载波集的属性，而这是在OFDM中，其中T=2π/ω[3]。
（21）
公式22表示的是单个子载波信号，根据以上理论我们可以知道f1（t），f2（t），，fN（t）必须要满足的公式条件是fk=f0+k/TN ，其中k=1~N，表示他们所满足信道的频率载波为N个[2]。
（22）
由正交性可知：
（23）
由式（23）知，两两正交是子载波信号的性质。接收端就可以利用正交性在理论上进行解调的前提是信号严格同步，调制信号严格正交。与FDM相同的是，信号的频谱是OFDM信号表达式的区别。
下图2－2表示FDM与OFDM的显示的是FDM与OFDM的频谱，他们的原理不同决定了他们保护间隔长度不同，因为接收端需要进行频率分割。OFDM系统相邻子信道频谱在一定程度上是可以重叠的，因为它的接收端利用正交性解调[5]。
图 22 FDM与OFDM的频谱
2.3OFDM基本原理
以下公式24表示的是当OFDM信号从t=ts开始时，就有以下式子，rect(t)＝1，∣t∣≤T／2，其中T表示的是OFDM符号的宽度，他的前提是子信道的个数用N表示。f0表示的是初始值为0的频率载波。这些调制过的信号中子载波都可以由相移键控（PSK）或者正交调制（QAM）进行调制。由此可知，一个OFDM符号之内包括多个子载波的合成信号[4]。
（24）
图2－3表示的是OFDM的基本模型，并给出了框图，还给了公式：fi=f0+i/T。
图23 OFDM 系统基本模型
（25）
下面的图24中表示的是一个OFDM符号内包括4个子载波的实例，里面有四只函数曲线，每只曲线各不相同，都发生了相应的变化，从上到下频率频率保持不变，周期越来越短。单个子载波在信号周期内都表示整数个周期，相邻子载波相差一个周期。这就是以上公式25所表达的[6]。
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