開題報(bào)告-基于matlab的ofdm系統(tǒng)仿真

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目:基于Matlab的OFDM系統(tǒng)仿真院(系)電子信息工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)導(dǎo)師2012年2月26日1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)綜述(題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況)1.1題目背景OFDM是一種特殊的多載波頻分復(fù)用(FDM)技術(shù)。在傳統(tǒng)的多載波頻分復(fù)用系統(tǒng)中,各個(gè)子信道采用不同的載波并行傳送數(shù)據(jù),子載波之間間隔足夠遠(yuǎn),采用隔離帶來(lái)防止頻譜重疊,故頻譜效率很低。在均衡器未被采用以前,人們就是用這種多載波方式在時(shí)間色散信道中進(jìn)行高速通信的。研究關(guān)于實(shí)現(xiàn)OFDM的技術(shù)很多,實(shí)際應(yīng)用中的OFDM

2、復(fù)雜度很高。因此,建立適合自己研究方向的OFDM模型,無(wú)論是為了理解OFDM技術(shù)的理論,還是對(duì)后續(xù)的OFDM與其他技術(shù)相結(jié)合的研究工作,都有著非常重要意義。也由于它的簡(jiǎn)單高效,使之成為第四代移動(dòng)通信中最重要的技術(shù)之一。1.2研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況1966年,R.W.Chang分析了在多載波通信系統(tǒng)中如何使經(jīng)過(guò)濾波后帶限的子載波保持正交。隨后不久B.R.Saltzberg給出了一篇性能分析的文章,他指出在設(shè)計(jì)一個(gè)有效的并行傳輸系統(tǒng)時(shí),應(yīng)該把注意力更多地集中在減少相鄰信道的串?dāng)_上,而不是使各個(gè)獨(dú)立的信道工作得更好

3、,因?yàn)榇藭r(shí)信道串?dāng)_是造成信號(hào)失真的主要因素。1971年,S.B.Weinstein和P.M.Ebert提出用傅立葉變換(DFT)進(jìn)基帶OFDM調(diào)制和解調(diào)。通過(guò)DFT進(jìn)行OFDM基帶調(diào)制和解調(diào)避免了生成多個(gè)子載波和多個(gè)窄帶帶通濾波器,使系統(tǒng)的模擬前端由多個(gè)變?yōu)橐粋€(gè),同時(shí)由于DFT可以用FFT來(lái)快速實(shí)現(xiàn),這進(jìn)一步降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。為對(duì)抗符號(hào)間干擾和載波聞干擾,他們提出在符號(hào)間插入一段空白時(shí)隙作為保護(hù)間隔。他們的系統(tǒng)雖然沒有能在色散信道中獲得很好的子載波正交性,但對(duì)OFDM仍是一個(gè)很大貢獻(xiàn)。另一個(gè)重要貢獻(xiàn)來(lái)自A.P

4、eled和A.Rmz,他個(gè)人提出了采用循環(huán)前綴來(lái)解決色散信道中子載波間的正交性問(wèn)題。當(dāng)信道響應(yīng)長(zhǎng)度小于循環(huán)擴(kuò)展時(shí),循環(huán)前綴的存在使信號(hào)與信道響應(yīng)的線性卷積變成循環(huán)卷積,從而使色散OFDM信號(hào)可以通過(guò)頻域單點(diǎn)均衡進(jìn)行去相關(guān)。當(dāng)然,循環(huán)擴(kuò)展的引入會(huì)導(dǎo)致少量的信噪比損失。由于無(wú)線信道的多徑傳播會(huì)使寬帶OFDM信號(hào)產(chǎn)生頻率選擇性衰落,導(dǎo)致各個(gè)子信道上的信噪比不同,因此實(shí)際的OFDM系統(tǒng)都是與交織、糾錯(cuò)編碼結(jié)合在一起,形成編碼的正交頻分復(fù)用(COFDM)。交織和編碼能夠使OFDM系統(tǒng)獲得良好的頻率和時(shí)間二維分集。現(xiàn)代移動(dòng)通信

5、發(fā)展至今,已經(jīng)經(jīng)歷了三代,而3G的后續(xù)技術(shù)也在加速研究中。目前,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織正在推動(dòng)無(wú)線傳輸技術(shù)從2Mb/s的傳輸速率向100Mb/s和1000Mb/s的目標(biāo)發(fā)展,對(duì)4G的定義也已經(jīng)逐漸清晰起來(lái)。基本上可以確定,OFDM/OFDMA、MIMO和智能天線等技術(shù)將成為4G的主流技術(shù)。2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1OFDM的基本原理發(fā)送端把被傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成子載波幅度和相位的映射,并將進(jìn)行快速傅利葉反變換(IFFT)或者離散傅里葉反變換(IDFT)(IFFT的計(jì)算效率比IDFT高)

6、將數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的頻譜表達(dá)式變到時(shí)域上。如圖1-1所示,上半部分是發(fā)送的鏈路的框圖,下半部分是接受的鏈路的框圖。OFDM的原理主要是把高速的數(shù)據(jù)流通過(guò)串并變換,分配到傳輸速率相對(duì)較低的若干個(gè)子信道中進(jìn)行傳輸。由于每個(gè)子信道中的符號(hào)周期會(huì)相對(duì)增加,因此可以減輕由無(wú)線信道的多徑時(shí)延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性對(duì)系統(tǒng)造成的影響。并且還可以在OFDM符號(hào)之間插入保護(hù)間隔,令保護(hù)間隔大于無(wú)線信道的最大時(shí)延擴(kuò)展,這樣就可以最大限度地消除由于多徑而帶來(lái)的符號(hào)間干擾(ISI)。而且,一般都采用循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔,從而可以避免由多徑帶來(lái)的子

7、載波間干擾((ICI)。F(t)卷積數(shù)字插入擾碼交織串/并IFFT編碼調(diào)制導(dǎo)頻插入循環(huán)前并/串信RFTX數(shù)/模綴和加窗道定時(shí)和頻率RFRX模/數(shù)去循環(huán)前綴同步串/并R(t)解V交B數(shù)字信道解擾并/串FFT織譯碼解調(diào)校正圖1-1OFDM收發(fā)原理框圖2.2主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施實(shí)際上一個(gè)OFDM的形成可以遵循以下過(guò)程:首先,在N1個(gè)經(jīng)過(guò)數(shù)字調(diào)制的符號(hào)后面補(bǔ)零,構(gòu)成N2個(gè)輸入樣值序列,再進(jìn)行IFFT計(jì)算。然后,IFFT輸出的最后L1個(gè)樣值被插入到OFDM符號(hào)的最前面,而且IFFT輸出的最前面L1個(gè)樣值

8、被插入到OFDM符號(hào)的最后面。最后,OFDM符號(hào)與升降余弦函數(shù)時(shí)域相乘,使得系統(tǒng)寬帶之外的功率可以快速下降。再經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換、射頻調(diào)制,最后發(fā)送。2.2.1確定參數(shù)需要確定的參數(shù)為:子信道,子載波數(shù),F(xiàn)FT長(zhǎng)度,每次使用的OFDM符號(hào)數(shù),調(diào)制度水平,符號(hào)速率,比特率,保護(hù)間隔長(zhǎng)度,信噪比,插入導(dǎo)頻數(shù)(基本的仿真可以不插入導(dǎo)頻,可以為0)。2.2.2產(chǎn)生數(shù)據(jù)使用

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