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毕业设计（论文）报告题目：基于MATLAB的OFDM系统仿真学部学科门类信号处理专业信息工程学号04011519姓名姜小飞指导教师李霞2015年5月12日基于MATLAB的OFDM系统仿真摘要本文介绍了ＯＦＤＭ的基本原理以及国内外研究的现状然后用ＭＡＴＬＡＢ对其记性了仿真与分析首先简单介绍了ＯＦＤＭ的基本原理，,OFDM国内外的研究现状，以及OFDM的应用领域，发展趋势，为之后的仿真平台构建了一定基础，对OFDM的基本原理以及IFFT和FFT的变换之后的星座图进行了分析，以及OFDM的频谱图和正交性原理进行了分析然后在对加入循环前缀，加入CP和加窗后对OFDM的影响作出了一定的分析其次，对OFDM进行平台构建，确立仿真的初步方案，再通过阅读相关资料文献写出matlab语言的仿真程序，并进行调试和修改，通过一定时间的学习，将基本的仿真程序写了出来，通过软件仿真出在QAM16调制下波形图，加入循环前缀，IFFT变换，以及加窗之后的图形进行了仿真分析，并且得到了相应的结论。最后，通过对QAM１６的调制与解调方式的学习，配合ＭＡＴＬＡＢ的仿真图进行比较分析得出其对误码率的影响，研究了不同信噪比情况下系统的误码率，并对其结果进行了分析关键词:正交频分复用；ｍａｔｌａｂ，仿真；误码率ABSTRACTOFDMororthogonalfrequencydivisionmultiplexingisdevelopedfromthemulti-carriermodulation.Itcanbeseenasamodulationtechniqueandcanalsoberegardedasakindofmultiplexing.OFDMtechnologycangreatlyreducethebiterrorrate,andhasastronganti-interferencecapabilityandhighspectralefficiencyandsoon,somoreandmorepeopleareconcernedaboutthetechnology.ThegraduationprojectintroducesthedevelopmentandapplicationofOFDMtechnologysimplifyatfirst,andanalyzestheadvantagesanddisadvantagesofOFDMsystemandthedevelopmentprospects.ThensimplydescribestheprincipleoftheOFDMandOFDMsystemimplementationmodelandtheMATLABsoftware,andregarditasthetheoreticalbasis.Finally,usingtheMATLABsoftwareininputdifferentSNRsimulationofOFDMsystems,andthedataofthesimulationoutanalysisunderstandingandsummarizesthegraphics.Keywords:Orthogonalfrequencydivisionmultiplexing;Simulation;MATLAB目录第一章绪论.............................................11.1引言.................................................11.2OFDM系统的发展......................................11.3OFDM技术的优缺点....................................21.4OFDM系统的发展前景..................................3第二章OFDM的技术基础..................................42.1OFDM基本原理........................................42.2OFDM系统实现模型....................................62.3保护间隔和循环前缀作用...............................72.3.1保护间隔(GI)......................................72.3.2循环前缀(CP)......................................72.4.功能说明...........................................72.4.1OFDM基本参数的选择................................72.4.2有用符号持续时间...................................82.4.3子载波数..........................................82.4.4调制模式..........................................8第三章OFDM系统仿真与分析.............................93.1MATLAB简介.........................................93.2OFDM系统仿真设计...................................93.3仿真及结果........................................113.3.1仿真一...........................................113.3.2仿真二...........................................143.4仿真结果分析.......................................16４第四章总结...........................................17参考文献...............................................18致谢...................................................19附录...................................................201第一章绪论１.１选题背景上世纪70年代Weinstein和Ebert利用离散傅里叶变换和快速傅里叶变换创造了一个比较完整的多载波传输系统-正交频分复用系统。由于科学技术的发展，在20世纪90年代，OFDM被广泛应用于数字通信及传输中，如非对称的数字环路（ADSL），ETST的标准广播（DAB），数字视频广播（DVB），1999年，IEEE802.11a通过了一个5GHZ的无线局域网标准，其中，OFDM调制技术被用作物理标准OETST的宽带射频接入网（BRAN)的局域网标准，同时也把OFDM技术定位他的调制标准技。ofdm技术是最开始的最美好的技术。无线通信与个人通信在短短的几十年间，经历了从模拟通信到数字通信，从频分多址（FDMA）到码分多址（CDMA）的巨大发展，目前又有新技术的出现，此技术即是正交频分复用（OFDM）技术，比以码分多址（CDMA）为核心的第三代移动通信技术更加完善，更加先进，我们称之为“第四代移动通信技术”，OFDM在宽带领域的应用更加有更大的潜力，与第三代移动通信相比，OFDM技术显示的潜力十分明显，对于未来的发展来说，有着无限的可性。采用多种新技术的OFDM系统具有更高的频谱利用率和良好的多径干扰能力，并且提高了窄带频谱利用率。此外OFDM技术实现简单，成本较为低廉。随着DSP技术的发展，并利用快速傅里叶变换产生大量相互整觉的子载波，为实现高速通信提供了极大的方便，OFDM技术将成为未来宽带移动通信的主流方式，因而引起了越来越多人们的关注和研究。１.２ｏｆｄｍ技术的优势与不足ＯＦＤＭ存在很多技术上的优点如下，在３Ｇ，４G中被运用，作为移动通信方面，其有很多优势1)频谱利用率很高，所以在窄带带宽下能够发出大量的数据，然而这可以能在这一点在频谱资源有限的无线环境中显得很重要。而且OFDM技术能同时分开至少超过1000个数字信号，码间干扰显得非常小，并且OFDM信号间的相邻子载波之间相互重叠，所以从理论上讲其频谱利用率非常接近于奈奎斯特极限。2）由于通信路径上传送数据的能力会随时间的变化而发生变化，而OFDM技术能够持续不断地监视传输媒质上通信特性的突发变化，所以OFDM能动态地与之相协调，并且接通和切断相应的载波来保证通信持续精确地进行；3）该技术可以自动地检测在传输介质下哪一个特定的载波存在较高的信号衰减或干扰脉冲，并能采取合适的调制措施使指定频率下的载波通信成功；4）该技术能提供队列服务，克服传输介质中外界信号的干扰，因此OFDM技术适合在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区使用。高速的数据传播及数字语音广播都期望降低多径效应对信号的影响。5）OFDM技术最大的优点是抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中，单个2衰落或干扰能够导致整个通信链路失败，但是在多载波系统中，仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错。6）可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时，只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响，其他的子载波未受损害，因此系统总的误码率性能要好得多。7）信道利用率很高，这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要；当子载波个数很大时，系统的频谱利用率趋于2Baud/Hz。(baud即波特；1Baud=log2M(bit/s)，其中M是信号的编码级数虽然OFDM有上述优点，但是同样其信号调制机制也使得OFDM信号在传输过程中存在着一些劣势（1）易受频率偏差的影响。由于子信道的频谱之间相互覆盖，于是这就对他们的猛烈正交性提出了很高的要求。，这种对频偏敏感是ofdm主要缺点之一（2）存在比较高的峰值平均功率之比，多载波系统的输出是多个共同子载波信道信号的叠加所得到的结果，因此如果多个子载波相位相比较一致时，叠加所得到的瞬时功率就会高于一般意义上的平均功率，导致出现比较由于无线信道的时变性，在传输过程中出现信道的频谱偏移，或发射机与接收机本地震荡之间存在一定基础的频谱偏差，都会使得ofdmx系统子载波之间的正交性遭到破坏，导致子载波之间相互干扰（ICI）大的峰值平均功率比（PAPR,peak-average-power-rate).许多问题须待深入研究以进一步提高其技术性能。多年以来，围绕基于DFT（或FFT）的OFDM的关键技术的研究，如同步、信道估计、均衡、功率控制等方面一直在探索具有更优的方案，这些研究使OFDM技术欲加成熟和完善。另一方面，由于DFT－OFDM在具体实现过程中采用插入CP（循环前缀）来消除ISI（码间干扰），所以进一步提高频谱利用率仍有较大余地，另外，为降低插入CP带来的频谱损失，通常采用较长的DFT变换块，但是，如此将会造成系统对载频误差及Doppler频移非常敏感，引起系统性能下降，同时对信道估计带来难度。针对这一点来说，有些人提出基于小波/小波包的正交多载波调制技术，作为对基于DFT的多载波调制技术OFDM的发展和改进。小波函数/小波包函数具有良好的尺度与平移正交性，因而可将其作为多载波调制的在载波，这种多载波调制方案被称为基于小波/小波包的正交多载波调制。理论分析和仿真结果表明，小波/小波包调制技术具有与其他调制技术相同或更好的性能和参数，同时具有更好的抗干扰性能。小波/小波包调制与多址技术结合，如基