用MATLAB实现OFDM技术的仿真

用MATLAB实现OFDM技术的仿真作者：张云峰，彭军，ZHANGYun-feng，PENGJun作者单位：中南大学信息科学与工程学院,湖南,长沙,410075刊名：电脑与信息技术英文刊名：COMPUTERANDINFORMATIONTECHNOLOGY年，卷(期)：2006，14(1)被引用次数：1次参考文献(5条)1.阮沈勇.王永利.桑群芳MATLAB程序设计20042.徐明远.邵玉斌MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用20053.廖科.蒲亦非.周激流.张松OFDM技术及其MATLAB模拟[期刊论文]-无线通信技术2004(03)4.张辉.曹丽娜现代通信原理与技术20025.SBBulumulla.SAKassam.SSVenkateshAsystematicapproachtodetectingOFDMsignalsinafadingchannel2000(05)相似文献(10条)1.学位论文宋连国数字音频广播正交频分复用调制/解调系统的研究2007随着科技的发展和人民生活水平的提高,数字音频广播(DAB)有关技术的研究具有越来越高的科研价值和经济意义.做为数字音频广播应用的关键技术之一-正交频分复用(OFDM)调制/解调技术的硬件实现正是当前各国DAB研究小组的主攻课题.本文首先介绍了OFDM技术的原理,分析了我国《30MHz～3000MHz地面数字音频广播系统技术规范》中OFDM的工作参数及其符号生成系统的组成,讨论了加入保护间隔的作用,设计了块划分、QPSK调制映射、加入(去除)保护间隔等单元.然后就OFDM调制/解调系统核心模块FFT处理器的硬件设计,本文分别以较少的资源(较高的精度)和较高的速度为第一设计原则设计了两种FFT结构,并且在完成其FPGA设计的基础上,进行了ASIC设计的研究.采用了改进基二蝶形单元结构减少乘法器的数量,采用浮点数表示格式来保证高精度,设计了一种单个蝶形单元式FFT处理器,利用流水线技术优化了加法器、乘法器的设计,并且对整个处理器进行了可配置性设计,用CycloneⅡ系列EP2C35F672C8FPGA来完成设计,功能正确.分析对比了国内外现有实现结构的优缺点,针对DAB系统参数的特点,设计了一种基2/4/8结构的FFT处理器,它具有速度快、存储器占用少、实现简单的优点.采用cordic算法实现复数相乘运算,加入变点数设计单元实现512、1024、2048三种点数的设计.FPGA验证通过后,基于Chartered标准单元库的0.35umCMOS工艺来设计实现,在SUN工作站上采用SynopsisDesignCompiler,设计合适的约束条件,对代码进行了综合,得到门级网表.在布局布线阶段,选用Apollo软件进行布局布线,得到版图.结果表明:此设计在50M的工作频率下完成2048点、1024点、512点FFT只需40.94μs、20.46μs、10.22μs.达到高速设计目的.2.期刊论文谭磊.张朝阳.陈文正.TANLei.ZHANGZhao-yang.CHENWen-zheng高速定点快速傅立叶变换处理器的设计与实现-浙江大学学报（工学版）2005,39(3)针对宽带正交频分复用(OFDM)系统中高速数据处理的要求,提出了64点高速定点快速傅立叶变换(FFT)处理器在现场可编程门阵列(FPGA)中的设计与实现方法.该方法采用了基于按频率抽取(DIF)Radix-4算法的3级流水线结构,每级将乘法器的旋转因子输入端固定为常数值,而不是作为变量从ROM中读取,流水寄存中间数据结果,使之处于稳态,并进行比特位截取定点操作.实验结果表明,该方法在保证运算精度和实现复杂度的同时,减少了ROM读取时间,提高了处理器的数据时钟频率和处理速度,更好的满足了宽带OFDM系统高速数据收发处理的要求.3.学位论文曹辉正交频分复用系统的研究与实现1998该文分析了一种新的抗移动通信中多径衰落的传输技术-正交频分复用(OFDM)调制,在此基础上提出一种改进的OFDM系统实现方法,并对其进行了性能仿真.该系统主要采用FFT/IFFT算法,并针对OFDM信号对频偏敏感造成的相位抖动等问题,提出改善措施.其次,该文采用数字信号处理器(DSP),实现OFDM的调制部分.最后,性能仿真结果表明,这种系统具有良好的抗多径衰落性能和较高的频谱效率.4.学位论文王思佳全数字OFDM收信机中FFT处理器设计2008随着电子技术的高速发展，快速傅立叶变换(FFT，FastFourierTransform)作为数字信号处理的核心技术之一，被广泛应用于各种不同领域，如多媒体、通信和图像处理等领域中。正交频分复用(OFDM)技术是一种可以有效对抗信号波形间干扰的高速传输技术，成为第四代移动通信的首选技术。在OFDM收信机中，FFT被用来对各个子信道做正交调制。FFT是OFDM系统中硬件实现较为复杂和困难的一部分，其处理速度及硬件面积等性能对整个OFDM系统而言都是至关重要的。因此全数字OFDM收信机中FFI处理器器计是当前数字信号处理及移动通信技术研究的热点问题。近年来超大规模集成电路和DSP技术的发展，也为全数字OFDM收信机中FFT处理器的实现提供了硬件基础。本文主要研究用于OFDM系统的FFT处理器的设计。概况地介绍了FFT处理器发展现状和OFDM的基本概念、基本工作原理、系统框图。总结了OFDM系统的优缺点，FFT处理器的重要性。详细阐述了数字信号处理理论中快速傅立叶变换的理论基础。对FFT的各种算法，FFT处理器的硬件结构以及各部分的具体实现方法进行了详细的描述。重点研究的内容是：采用了按时间抽取基-2的阵列结构进行设计和仿真。合理地使用加法器、乘法器，特别是对乘法器进行了详细地研究。分析了两种快速乘法算法，最后根据实际需求，采用了Booth算法。通过分析，将Booth算法与流水线结合，满足速度的要求，并用VerilogHDL语言进行描述，编写代码，通过功能仿真及时序分析验证了其快速性。在此基础之上，设计了FFT的蝶形运算单元，降低了运算复杂度，提高了蝶形运算单元的速度。然后根据FFT的运算特点，对整体结构进行RTL级设计，在功能仿真之后，采用TSMC0.18μmCMOS工艺对蝶形单元进行了逻辑综合和版图设计，对生成的面积报告、功率报告、时序报告进行分析。本设计使用Matlab、Modelsim、QuartusII、Synplify、DesignCompiler、Encounter等软件完成了算法验证、RTL编码、功能仿真、逻辑综合、版图设计。5.期刊论文虞华艳.毛德祥基于正交频分复用调制的低压电力线高速数据通信-电子技术2003,30(3)文章首先介绍了低压电力线用于数据传输的接入方式和信道特性,然后在分析了正交频分复用原理的基础上,提出采用Altera公司的APEX20K系列可编程逻辑器件的正交频分复用基带硬件解决方案,并用matlab模拟信道特性对结果进行了分析.6.学位论文王益群OFDM系统中基于FPGA平台的FFT实现2009随着对正交频分复用(OFDM)处理速度和实时性的要求越来越高，高性能OFDM处理系统的设计显得尤为重要。OFDM实时处理处理系统大点数据的运算量主要集中在距离向和方位向的压缩处理上，而其核心是实现匹配滤波的快速傅立叶变换(FFT)运算。常用的处理方案是采用并行高速DSP来完成大点FFT运算，但需要算法分解和复杂的控制，而且在点数上也有很大局限性。随着硬件技术的迅速发展，可编程器件FPGA已经成为比DSP更优越的压缩处理方式，在体积、速度、灵活性等各种性能都优于DSP。本设计基于新一代的FPGA平台，提出了一种高效可行的方案，设计出了高性能的FFT运算器。在FFT算法方面，对比各种快速算法，采用高效的基一4DIT算法；在实现框架方面，采用级联流水线结构和优化设计的蝶形单元，并结合乒乓RAM，提高了运算的并行度，而且方便扩展，能适应不同长度的FFT：在数据精度方面，设计了块浮点算法，在满足系统指标的基础上解决了速度和精度的矛盾；在旋转因子方面，则采用了全新的CORDIC算法动态生成的方法，解决了旋转因子查表法的不易扩展和资源占用大的问题。总之，本设计基于新硬件平台的丰富资源和FFT实现的优化方案，在实时性、精度和资源占用上都达到了新的高度，并通过了功能验证，具有良好的应用前景。7.学位论文沈潇波OFDM系统中定时与频偏算法研究2008正交频分复用(OFDM)技术在无线通信系统中受到越来越多的关注。最近几年,OFDM技术已被实现到许多商业应用中,包含无线局域网(IEEE802.lla),地面数字音频广播(DAB-T),以及地面数字视频广播(DVB-T)。OFDM技术具有很强的对抗符号间干扰的能力,并且利用快速傅立叶变换代替复杂的均衡器,大大提高了运算效率。尽管有很多优点,OFDM技术也有众所周知的缺点：对定时和频率偏差敏感。在无线环境中,传输的OFDM信号以符号形式进行处理,对定时要求高,为了能够正确解调,必须从接收信号中提取出正确的符号起始位置,减少码间串扰的影响；其次,OFDM技术的高频谱利用率和传输可靠性均以子载波的正交性为基础,对频率偏移敏感,如果载波发生频率偏移,失去正交性,就会导致严重的子载波间干扰,降低系统整体性能。因此,在设计OFDM接收机时,需要对时间、频率的偏移进行有效的估计和补偿,尽可能减小对系统性能的影响。本文首先介绍了OFDM技术发展的历史,说明多载波技术的优势及其技术难点,然后从基本的OFDM原理出发,给出了OFDM信号的特性以及一般OFDM系统的构成模型,并阐述了无线信道的基本特性和典型信道模型。其次本文分析了符号定时误差、采样时钟偏差、频率偏差对解调信号的影响。针对符号定时同步问题,阐述了基于训练序列和循环前缀方法两种符号定时同步算法。在训练序列方法中,介绍了几种经典算法,通过仿真比较分析了它们在加性高斯白噪声信道和频率选择性信道下的估计性能。循环前缀算法这一节中,详细推导了最大似然估计算法,该算法避免使用了额外的训练序列,而是充分利用了循环前缀的统计信息。在性能分析后,根据循环前缀的特点提出了一种简化的最大似然估计算法。简化算法避免了复杂的相关运算,并简化了硬件实现。仿真结果表明：简化的最大似然估计算法减小了对循环前缀长度的要求,并提供了较好了估计性能。最后,本文讨论了载波频率同步算法,包括基于循环前缀和发送训练序列方法。分析比较了各种算法的优势和局限。最终分析并总结了同步流程,并给出同步流程图。8.期刊论文葛万成.杨燕.花梦.焦淑蓉正交频分复用系统中改进的FFT插值算法-同济大学学报（自然科学版）2010,38(4)提出了一种基于快速傅里叶变换的边缘扩展信道插值算法(EFFT),该算法对正交频分复用(OFDM)符号有效频带边缘的两端频点作镜像线性扩展,使增加的导频信息能改善有效频带边缘附近的信道估计性能.仿真结果表明,在低阶调制且信噪比(SNR)较低时,EFFT插值算法的性能与维纳滤波信道估计算法相当,且较传统快速傅里叶变换(FFT)插值算法的均方误差(MSE)提升1dB左右.在实现复杂度方面,EFFT算法与FFT算法相当,与维纳滤波算法相比运算量明显降低.EFFT算法不需要对现有技术标准进行改动,也不会降低系统的传输效率.9.学位论文门晓晶基于FPGA的数字音频广播中OFDM调制的研究与实现2007正交频分复用（OFDM）是一种无线环境下的高速传输技术，它使用一系列低速子载波并行传输数据，具有抗多径干扰的能力、能以很高的频谱利用率实现高速数据传输等优点。数字音频广播（DAB）系统中采用OFDM调制技术。本文首先概述了OF'DM的基本原理和实现方法，分析了DAB中不同模式下OFDM调制的参数和特点。实现OFDM的核心技术是快速傅立叶变换（FFT）。本文在分析研究了多种FFT算法的基础上选择了最适合FPGA实现的，满足DAB系统中OFDM调制要求的FFT算法，即将2048点FFT分解为基-4和基-2混合基算法。本文研究重点是使用FPGA实现