基于Matlab的OFDM系統(tǒng)設(shè)計及分析.doc

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1、仁人教育目錄設(shè)計總說明IThetotaldesignedtoshowthatV1緒論11.1課題背景11.2無線通信11.2.1無線通信概述11.2.2無線信道特性21.3OFDM系統(tǒng)介紹31.3.1OFDM的概述31.3.2OFDM的應用41.3.3OFDM的關(guān)鍵技術(shù)51.3.4OFDM系統(tǒng)的優(yōu)點及缺點71.4MATLAB特點與功能92OFDM系統(tǒng)的基本原理112.1OFDM技術(shù)原理112.2基于IFFT/FFT的OFDM系統(tǒng)模型122.3OFDM信號的頻譜特性142.4串并轉(zhuǎn)換153OFDM系統(tǒng)在MATLAB上的仿真分析163.10FDM系統(tǒng)調(diào)制與解調(diào)解

2、析163.2加窗183.3AWGNA信道下的仿真203.3.1加入高斯白噪聲前后分析對比203.3.2BER性能曲線214對系統(tǒng)誤碼率的改善分析234.1循環(huán)前綴231仁人教育4.2OFDM系統(tǒng)的峰值平均功率比274.3信道估計284.3.1信道估計概述284.3.2基于導頻的信道估計方法294.3.3信道的插值方法294.3.4仿真結(jié)果及分析305總結(jié)325.1完成的主要工作325.2不足與展望32參考文獻34附錄35致謝501仁人教育基于Matlab的OFDM系統(tǒng)設(shè)計及分析設(shè)計總說明正交頻分復用是一種歷史悠久的多載波調(diào)制技術(shù)，最早在20世紀中期的時候，在

3、通信領(lǐng)域，研究者們做了大量的卓有成效的研究工作，對多載波調(diào)制理論進行了研究，并論證了利用多載波調(diào)制技術(shù)能夠?qū)φw系統(tǒng)性能進行優(yōu)化。當時許多專家學者對這頻域非常密集的多載波調(diào)制的OFDM系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大的關(guān)注。然而那個時候的數(shù)字信號處理技術(shù)還沒有得到足夠的成長，OFDM也因此沒有得到普遍的關(guān)注和使用。在20世紀90年代，隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的日漸成熟，OFDM技術(shù)在告訴數(shù)據(jù)傳輸方面得到了人們的重視，已經(jīng)普遍應用于數(shù)字音頻廣播（如DAB和DBA）、無線局域網(wǎng)、電話上的數(shù)字傳輸（VDSL和ADSL）和電力線通信（homeplugav和BPL）等領(lǐng)域。2004年，已經(jīng)

4、作為3G核心之一的WiMAX影響力的擴大強烈迫使傳統(tǒng)電信領(lǐng)域的標準化組織3GPP啟動了它的長期演進計劃，以O(shè)FDM為基礎(chǔ)的多址接入技術(shù)在這次以空中接口技術(shù)的較量中，通過下行OFDMA和上行SC-FDMA奠定巨大優(yōu)勢獲得勝利，這也意味著未來的一段時間移動通訊系統(tǒng)中將出現(xiàn)OFDM一統(tǒng)天下的局面。正交頻分復用（OFDM）技術(shù)能夠有效的避免有符號間干擾信道，因為其簡易高效，現(xiàn)已成為現(xiàn)今無線高速通訊整體中不可或缺的主要技術(shù)之一。本文最開始介紹了無線通信的發(fā)展史以及到現(xiàn)在的移動通信系統(tǒng)中的OFDM采用多種新技術(shù)所以具備更高的帶寬利用率和克服符號間干擾與突發(fā)噪聲的能力，也

5、因其子載波彼此之間存在正交性，能讓其頻譜互相疊加，對比一般的頻分復用，OFDM能夠盡可能地操控頻譜資源去擴大系統(tǒng)容量，最主要的是它的靈活開放性能很好地符合多媒體通訊的特點，將包含數(shù)據(jù)、語音、影像等多種多樣的多媒體業(yè)務高效完善地傳達出去。并簡略闡述了仿真必須用到的MATLAB的可靠的數(shù)值和符號運算功能，簡易的符號語言，可視化的特點。文章對OFDMVII仁人教育系統(tǒng)進行了概述以及當今社會普遍應用的主要原因在于它能夠?qū)拵в蟹栭g干擾信道改造為一系列衰落信道，這也表明，帶寬利用率是非常高的，和高速離散傅里葉變換（DFT）技術(shù)來實現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)，且選用聯(lián)合編碼技術(shù)，使

6、其能夠有很強的抗衰減特點及可與多種接入方式結(jié)合使用的優(yōu)勢與需要補足的地方，如OFDM對系統(tǒng)定時和頻率偏移敏感和存在較高的峰值平均功率比，同時由于無線信道的不穩(wěn)定性，且發(fā)射端載波和本地振蕩器的頻率偏差，所以產(chǎn)生的頻率存在一定偏差使OFDM整體出現(xiàn)問題。同時，就OFDM系統(tǒng)的基本原理進行了討論，事實上，它是用N個子載波信道切割成相應的子信道，因為這些子信道調(diào)制，實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)的頻域并行傳輸，這點和OFDM的原理差不多，唯一的區(qū)別就是OFDM技術(shù)很好的抓住了其控制特點，使其整個體系中每個子信道的載波相互正交，頻譜彼此疊加，所以頻譜利用率有所提升并減少了每一個子載波之

7、間的影響。得到了OFDM為了保證不同子信道上承載的數(shù)據(jù)在接收端可以正常分離，必須保證自信道之間的“正交性”，也就是說并行傳輸子信道并不是無限隨意劃分的。所謂的正交性在時域應體現(xiàn)為：在頻域體現(xiàn)為：OFDM所采用的信號設(shè)計形式是滿足正交性要求的最佳信號設(shè)計，滿足頻域奈奎斯特采樣定律的最密的采樣，它的正交性是根據(jù)在某一個積分時間內(nèi)所有子載波都是整周期而且不同載波之間周期個數(shù)不同來實現(xiàn)的。這樣，就利用了子載波在時域的正交性可以完全屏蔽其他子載波的干擾，恢復了本子載波承載的數(shù)據(jù)信息。從OFDM信號在頻域的圖像可以看出，每個子載波的頻譜實際上就是頻域的抽樣函數(shù)，在頻域的

8、最佳采樣點無子載波間干擾。其實更本上OFDM調(diào)制和解