ofdm系统设计与实现
本课题采用MATLAB语言作为开发工具对OFDM系统进行仿真 ，信号经过信道编码、16QAM调制、串/并转换、IFFT、并/串转换、插入保护间隔后进入信道，然后再进行相应的逆过程，就可得出需要的OFDM信号。本次仿真系统程序中的子载波数以及每个子载波传输的符号数，还有程序中添加的保护间隔以及信噪比都是可以修改的参数。分析理解此系统仿真出的数据图形，目的是为了新的系统提供可靠的数据参照，也为了原系统的改善而提供宝贵的依据。本系统用matlab仿真实现了多用户的生成模块、信道编码模块、自适应调制和多用户复用模块、帧定时模块以及OFDM调制等功能模块。关键词 正交频分复用，调制解调，快速傅立叶（逆）变换，循环前缀目 录
1 引言 1
1.1 概述 1
1.2 OFDM发展历史 1
1.3 OFDM的应用 2
2 OFDM基本原理 2
2.1 OFDM系统基本模型 3
2.2 OFDM系统的IFFT/FFT实现原理 5
2.3 OFDM系统的循环前缀 6
2.4 OFDM技术优点 7
2.5 OFDM关键因素介绍 8
3 OFDM系统的设计与实现 9
3.1 系统参数的选择 9
3.2 OFDM系统实现框图 9
3.3 系统初始化部分 9
3.4 发射端部分 11
3.5 信道部分 12
3.6 接收端部分 13
4 仿真系统的测试结果 13
4.1 16QAM调制下的星座图 13
4.2 加入高斯白噪声的测试 14
4.3 加入循环前缀的测试 15
4.4 收发端处星座图的比较分析 15
4.5 不同信噪比下的误码率的比较 16
4.6 相关性能曲线分析图形 17
4.7 仿真结果分析 19
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录OFDM仿真系统主程序 23
1 引言
1.1 概述
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 4.4 收发端处星座图的比较分析 15
4.5 不同信噪比下的误码率的比较 16
4.6 相关性能曲线分析图形 17
4.7 仿真结果分析 19
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录OFDM仿真系统主程序 23
1 引言
1.1 概述
随着人们技术水平的不断进步，生存状态也随之改善了不少。在通讯上，现在的几乎都可以做到在任何时间地点和想要通信的对象进行互动。也正是如此，大家普遍的都对可靠的信息量的需求越来越高且精。在提出4G宽带多媒体系统之前，依次经历了模拟通信、数字通信以及第三代的宽带通信。如今的通信技术已经步入无线移动通信的辉煌时刻。此刻以及未来的很长一段时间内，无线移动通信技术会取得更大的成就和发展，发展前途上更是充满着无线希望[1]。
在一些现实生活中的信道当中，会有多径衰落的现象存在，从而导致了ISI的产生（码间干扰），从而限制了系统在传输的速度上提高的可能性。一般在对抗多径衰落时，都是会采取自适应均衡器技术。然则现在均衡器的建造过程相当的复杂，建造的资本也大大提高，这一切都是因为一直在不断增加的传输带宽。因此在这种形势下，要想在不完全依赖均衡器的情况下，解决无线信道的多径衰落问题，采取专门的技术是势在必行的，这样的好处是不仅能改善系统机能，而且在有限的资源下，满足了大众用户对高速率，大容量的业务的需求。在如此浩瀚的技术之中，一种特殊的多载波调制技术，OFDM（正交频分复用）技术，因为其优越的性能脱颖而出，备受瞩目[1]。
1.2 OFDM发展历史
科学家在60年代时就开始了对频分复用与采用平行数据传送的观点的研究和探索。到20世纪70年代，美国科学家发现，上述的观点能够在充足使用带宽的条件下，减弱了长期以往对均衡技术的依赖性，更是能充分避免噪声干扰和多径失真带来的影响。刚开始的起步阶段，此技术在军方通讯系统上使用颇多。可是后来的发展进程并不顺利。因为正交频分复用的每个子载波呈正交性，所以快速傅立叶变换便成为了这项系统的关键技术，但在现实使用时，众多因素的限制使其难以实施。
直到上世纪的八十年代，快速傅里叶变换的实施因为大规模集成电路的出现而变得相对的容易很多，其中最主要的原因是MCM取得了飞跃性发展。这种条件下，很多以往的大难题找到了处理的方法，OFDM也就顺理成章的加快了其发展的步伐，朝着数字移动通讯的范畴出发。
1.3 OFDM的应用
继八十年代之后，在众多数字通讯中都能看到OFDM的身影，就像DAB数字音频广播系统，DVB数字视频广播系统，移动无线FM信道，以及高比特率数字用户线系统（HDSL）和不对称数字用户线系统（ADSL），充分表明此项技术的使用范围之广，之深。
无线局域网的标准详细的能够分成非视距与视距两样，这是以频段的使用的差异而抉择的。当中，符合非视距传送的二到十一吉赫兹许可与免许可频段，因为频段波长长度不适，导致系统引起了很不弱的多径效应，不仅如此，在免许频段上有着不少的干扰的毛病。所以，在步入二十世纪的第一年，顺利达到无线城域网标准的IEEE802.16e，为了有效的避免上述的问题，系统采取了正交频分复用调制来处理多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰等一系列问题，OFDM也是系统的多址方式。五年后年初，最终版本的IEEE802.16e成功发表，依然采取正交频分复用作为调制方式。
由于OFDM技术的明显优势，在2005年的11月份，扮演了一重要的角色，也就是选定了的LTE的基本传输技术，详细解释就是下行OFDM，上行单载波FDMA。这一传输技术的确定，主要是按照众多移动通信运营商、制造商和研究机构的要求，经过了很长时期段的激烈探讨融合而成。在下行技术标准的选择是上，普遍没有任何问题的都一致认为OFDM是最佳选择，无可替代。因为不仅仅是有着明显的优势，而且技术的成熟度上值得信赖。与此相比，纠结的就是上行技术标准的选取问题了，虽然正交频分复用也能胜任，但不少设备商觉得这样会导致接收端的供方成本的增加和功率的损失，抑制了终端的运行时间。原因是正交频分复用的峰值平均功率比。也有的觉得能够采取滤波，削峰等方式来抑制峰值平均功率比。然而，一番探讨的结论是上行依旧采取SC-FDMA的方式。
当时国际电信联盟的计划是在2010年之前达成B3G/4G的目的，在高速非静止的场合中下行数据的传送速度达到100Mb/S，与此相比，非移动状态下的传送速度达到1Gb/S，而这便是B3G/4G的目标。这其中正交频分复用技术是不可或缺的[2]。
2 OFDM基本原理
正交频分复用实际上MCM
1 引言 1
1.1 概述 1
1.2 OFDM发展历史 1
1.3 OFDM的应用 2
2 OFDM基本原理 2
2.1 OFDM系统基本模型 3
2.2 OFDM系统的IFFT/FFT实现原理 5
2.3 OFDM系统的循环前缀 6
2.4 OFDM技术优点 7
2.5 OFDM关键因素介绍 8
3 OFDM系统的设计与实现 9
3.1 系统参数的选择 9
3.2 OFDM系统实现框图 9
3.3 系统初始化部分 9
3.4 发射端部分 11
3.5 信道部分 12
3.6 接收端部分 13
4 仿真系统的测试结果 13
4.1 16QAM调制下的星座图 13
4.2 加入高斯白噪声的测试 14
4.3 加入循环前缀的测试 15
4.4 收发端处星座图的比较分析 15
4.5 不同信噪比下的误码率的比较 16
4.6 相关性能曲线分析图形 17
4.7 仿真结果分析 19
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录OFDM仿真系统主程序 23
1 引言
1.1 概述
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 4.4 收发端处星座图的比较分析 15
4.5 不同信噪比下的误码率的比较 16
4.6 相关性能曲线分析图形 17
4.7 仿真结果分析 19
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录OFDM仿真系统主程序 23
1 引言
1.1 概述
随着人们技术水平的不断进步，生存状态也随之改善了不少。在通讯上，现在的几乎都可以做到在任何时间地点和想要通信的对象进行互动。也正是如此，大家普遍的都对可靠的信息量的需求越来越高且精。在提出4G宽带多媒体系统之前，依次经历了模拟通信、数字通信以及第三代的宽带通信。如今的通信技术已经步入无线移动通信的辉煌时刻。此刻以及未来的很长一段时间内，无线移动通信技术会取得更大的成就和发展，发展前途上更是充满着无线希望[1]。
在一些现实生活中的信道当中，会有多径衰落的现象存在，从而导致了ISI的产生（码间干扰），从而限制了系统在传输的速度上提高的可能性。一般在对抗多径衰落时，都是会采取自适应均衡器技术。然则现在均衡器的建造过程相当的复杂，建造的资本也大大提高，这一切都是因为一直在不断增加的传输带宽。因此在这种形势下，要想在不完全依赖均衡器的情况下，解决无线信道的多径衰落问题，采取专门的技术是势在必行的，这样的好处是不仅能改善系统机能，而且在有限的资源下，满足了大众用户对高速率，大容量的业务的需求。在如此浩瀚的技术之中，一种特殊的多载波调制技术，OFDM（正交频分复用）技术，因为其优越的性能脱颖而出，备受瞩目[1]。
1.2 OFDM发展历史
科学家在60年代时就开始了对频分复用与采用平行数据传送的观点的研究和探索。到20世纪70年代，美国科学家发现，上述的观点能够在充足使用带宽的条件下，减弱了长期以往对均衡技术的依赖性，更是能充分避免噪声干扰和多径失真带来的影响。刚开始的起步阶段，此技术在军方通讯系统上使用颇多。可是后来的发展进程并不顺利。因为正交频分复用的每个子载波呈正交性，所以快速傅立叶变换便成为了这项系统的关键技术，但在现实使用时，众多因素的限制使其难以实施。
直到上世纪的八十年代，快速傅里叶变换的实施因为大规模集成电路的出现而变得相对的容易很多，其中最主要的原因是MCM取得了飞跃性发展。这种条件下，很多以往的大难题找到了处理的方法，OFDM也就顺理成章的加快了其发展的步伐，朝着数字移动通讯的范畴出发。
1.3 OFDM的应用
继八十年代之后，在众多数字通讯中都能看到OFDM的身影，就像DAB数字音频广播系统，DVB数字视频广播系统，移动无线FM信道，以及高比特率数字用户线系统（HDSL）和不对称数字用户线系统（ADSL），充分表明此项技术的使用范围之广，之深。
无线局域网的标准详细的能够分成非视距与视距两样，这是以频段的使用的差异而抉择的。当中，符合非视距传送的二到十一吉赫兹许可与免许可频段，因为频段波长长度不适，导致系统引起了很不弱的多径效应，不仅如此，在免许频段上有着不少的干扰的毛病。所以，在步入二十世纪的第一年，顺利达到无线城域网标准的IEEE802.16e，为了有效的避免上述的问题，系统采取了正交频分复用调制来处理多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰等一系列问题，OFDM也是系统的多址方式。五年后年初，最终版本的IEEE802.16e成功发表，依然采取正交频分复用作为调制方式。
由于OFDM技术的明显优势，在2005年的11月份，扮演了一重要的角色，也就是选定了的LTE的基本传输技术，详细解释就是下行OFDM，上行单载波FDMA。这一传输技术的确定，主要是按照众多移动通信运营商、制造商和研究机构的要求，经过了很长时期段的激烈探讨融合而成。在下行技术标准的选择是上，普遍没有任何问题的都一致认为OFDM是最佳选择，无可替代。因为不仅仅是有着明显的优势，而且技术的成熟度上值得信赖。与此相比，纠结的就是上行技术标准的选取问题了，虽然正交频分复用也能胜任，但不少设备商觉得这样会导致接收端的供方成本的增加和功率的损失，抑制了终端的运行时间。原因是正交频分复用的峰值平均功率比。也有的觉得能够采取滤波，削峰等方式来抑制峰值平均功率比。然而，一番探讨的结论是上行依旧采取SC-FDMA的方式。
当时国际电信联盟的计划是在2010年之前达成B3G/4G的目的，在高速非静止的场合中下行数据的传送速度达到100Mb/S，与此相比，非移动状态下的传送速度达到1Gb/S，而这便是B3G/4G的目标。这其中正交频分复用技术是不可或缺的[2]。
2 OFDM基本原理
正交频分复用实际上MCM
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