宽带OFDM传输接收机系统EDA设计_实验板基础设计
《宽带无线接入技术》仿真实验四OFDM系统的同步问题资料
重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告专业：学号：姓名：实验所属课程：宽带无线接入技术实验室(中心)：软件与通信实验中心指导教师：2016年3月一、题目OFDM系统的同步问题二、仿真要求以下题目二选一：一、OFDM系统的CFO估计技术要求一：OFDM系统的数据传输①传输的数据随机产生；②调制方式采用16QAM；要求二：要求对BER的性能仿真①设计仿真方案，比较两个CFO的性能（基于CP与基于训练符号Moose），并画出不同SNR下的两种估计技术的均方差（MSE）性能。
②设计仿真方案，接收信号受到CFO的影响，对比不同SNR下采用CP的CFO技术进行补偿与不进行补偿的BER性能。
二、OFDM系统的STO估计技术要求一：OFDM系统的数据传输①传输的数据随机产生；②调制方式采用16QAM；要求二：要求对BER的性能仿真①设计仿真方案，比较两个时域估计STO的性能（最大化相关与最小化差值），并画出不同STO值对应的采样点与幅度关系图。
②设计仿真方案，接收信号受到STO的影响，对比不同SNR下采用基于CP的滑动窗STO技术进行补偿与不进行补偿的BER性能。
请双面打印，按规定时间提交实验报告三、仿真方案详细设计在OFDM系统中，有4中同步需要考虑：符号定时同步、样值定时同步、样值频率同步、载波同步。
在接收端，相干解调需要有与发送载波频率和相位都相同的载波，所以首先要进行载波同步；其次，在进行A/D转换时，需要有与发射端相同的起始时刻和采样时钟，即样值定时同步和样值频率同步；最后，由于样值时连续到达的，所以还必须确定OFDM符号是从什么地方开始的，又是从什么地方结束的，即符号定时同步问题。
这次仿真主要针对的是符号定时问题和载波频率同步问题，也就是STO（符号定时偏差）、CFO（载波频率偏差），我选择的是比较两个时域估计STO的性能包括最大化相关STO_by_correlation与最小化差值STO_by_difference，对比不同SNR下采用基于CP的滑动窗STO技术进行补偿与不进行补偿的BER性能这个仿真题目。
毕业设计(论文)OFDM系统原理及仿真实现
目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章绪论 (4)第二章OFDM系统的基本介绍 (5)2.1OFDM的基本原理 (5)2.1.1 OFDM的产生和发展 (6)2.1.2 DFT的实现 (7)2.1.3 保护间隔、循环前缀和子载波数的选择 (8)2.1.4 子载波调制与解调 (10)2.2OFDM系统的优缺点 (11)2.3OFDM系统的关键技术 (11)第三章OFDM系统仿真实现 (13)3.1OFDM信号的时域及频域波形 (13)3.2带外功率辐射以及加窗技术 (15)3.3在不同信道环境和系统不同实现方式下的仿真 (18)3.3.1 调制与解调 (18)3.3.2 不同信道环境下的系统仿真实现 (20)3.3.3 系统不同实现方式的仿真实现 (22)第四章OFDM系统的仿真结果及性能分析 (23)4.1不同信道环境下的误码特性 (23)4.2不同系统实现方式下的误码特性 (28)第五章总结 (30)摘要本论文以OFDM系统为基础，介绍了OFDM系统的基本原理，以及使用OFDM技术的优势所在，并且展望了今后的无线移动技术的发展前景。
在简单介绍OFDM原理的同时，着重阐述了OFDM系统在不同信道环境和不同实现方式下的误码性能。
主要包括了OFDM系统在加性白高斯信道，在加性白高斯信道和多径干扰两种不同信道环境下系统的误码性能，其中后者还研究了系统在有保护间隔与无保护间隔的误码性能比较。
在理论分析的基础上，用MATLAB进行仿真，最后做出误码性能的分析和比较。
关键字: 正交频分复用（OFDM），离散傅立叶变换，AWGN，，多径干扰，保护间隔。
ABSTRACTThis paper presents you the basic priciple of OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）and where it excels based on OFDM system , following with the prospective of wireless mobile communication. After a brief introduction to OFDM principle , it mainly focuses on the effect of OFDM system under different channels and with different system realizations on the Binary Error Rate (BER). It mainly includes two kinds of channels: the AWGN channel and the AWGN channel with Rayleigh fading. In the latter, we compare the BER with two different system realizations: one with Guarded Intervals(GI), and the other without (GI).Key Words : OFDM, DFT, AWGN, Rayleigh fading ,GI第一章绪论现代移动通信是一门复杂的高新技术，不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就，而且集中了网络接收和计算机技术的许多成果。
基于FPGA的宽带OFDM系统的设计与实现
关键词：正交频分复用；ＦＰＧＡ；同步；ＦＦＴ
中图分类号：ＴＮ７６
文献标识码：Ａ
Ｏ 引言 近年来，在数字音频广播（ＤＡＢ）系统、数字视频
广播（ＤＶＢ）系统、高清晰度电视（ＨＤＴＶ）以及无线局 域网（ｗＩ，ＡＮ）中都采用了正交频分复用（０ｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，０ＦＤＭ）调制技术作 为信道的传输手段。在第四代移动通信中，０ＦＤＭ技 术也已成为其开发的核心技术。本文介绍了一种使用 ＦＰＧＡ来实现宽带ｏＦＤＭ系统的设计方法，并重点讨 论了０ＦＤＭ系统中数字基带处理和信号的接收发送 部分的关键技术，最后利用ｘｉｌｉｎｘ公司的Ｓｐａｒｔａｎ一３ 系列ＦＰＧＡ实现了整个方案。 １ 宽带ＯＦＤＭ系统的设计方案 １．１总体设计方案
在ＦＰＧＡ中，按照具体的参数要求实现ＯＦＤＭ 系统中的调制功能，其工作流程为：数据发生器发送 数据和信号，串并转换后存储在ＦＰＧＡ中的ＲＡＭｌ 中。当接收够一帧数据所需要的信息量后，从ＲＡＭｌ 中读取之前存入的数据，然后再对数据进行编码、交 织及ＱＡＭ映射和ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ， 二相相移键控）映射，在过采样点添零后插入导频模 块；当处理完数据包的数据后，开始进行０ＦＤＭ的 １ＦＦＴ调制，经１ＦＦＴ模块计算后的数据存入另一个 ＲＡＭ２；控制模块通过发出使能信号，控制数据从存入 数据的ＲＡＭ２中进行插入循环前缀操作；当ＩＦＦＴ计 算的数据全部完成后，控制模块把ＲＡＭ２轮转为进行 数据帧的存储、ＲＡＭｌ轮转为进行ＩＦＦＴ计算数据的 存储，轮转的时候需要先从数据输出模块中读取同步 头发送，再从ＲＡＭ２中读取循环前缀；当ＩＦＦＴ模块 计算完的数据全部送出后，控制模块判断开始处理下 一包数据，这样直到数据帧处理完毕。 ３ ｏＦＤＭ解调器的设计实现 。
OFDM实验报告
OFDM课程实验报告课程名称:基于OFDM调制解调传输的通信系统.实验条件：MATLAB，SIMULINK实验设计思路：尽量保证各模块条理清晰，能很方便的从各子模块的名称中就可以很直观的理解该子模块是干什么用的，将同一个功能的元件打包封装成子系统，这样可以很方便的进行修改和以后的阅读。
第一章--------------前言，绪论OFDM的全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing，意为正交频分复用。
OFDM的思想可以追溯到20世纪60年代，当时人们对多载波调制做了许多理论上的工作，论证了在存在符号间干扰的带限信道上采用多载波调制可以优化系统的传输性能；1970年1月，有关OFDM的专利被首次公开发表；1971年，Weinstein和Ebert在IEEE杂志上发表了用离散傅里叶变换实现多载波调制的方法；20世纪80年代，人们对多载波调制在高速调制解调器、数字移动通信等领域中的应用进行了较为深入的研究，但是由于当时技术条件的限制，多载波调制没有得到广泛的应用；进入20世纪90年代，由于数字信号处理技术和大规模集成电路技术的进步，OFDM技术在高速数据传输领域受到了人们的广泛关注。
现在OFDM已经在欧洲的数字音视频广播（如DAB和DVB）、欧洲和北美的高速无线局域网系统（如HIPERLAN2、IEEE 802.11a）、高比特率数字用户线（如ADSL、VDSL）以及电力线载波通信（PLC）中得到了广泛的应用。
OFDM通信技术是多载波传输技术的典型代表。
多载波传输把数据流分解为若干个独立的子比特流，每个子数据流将具有低得多的比特速率，用这样低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，就构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。
OFDM是多载波传输方案的实现方式之一，利用快速傅里叶逆变换（IFFT，Inverse Fast Fourier Transform）和快速傅里叶变换（FFT，Fast Fourier Transform）来分别实现调制和解调，是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。
OFDM系统设计与仿真共3篇
OFDM系统设计与仿真共3篇OFDM系统设计与仿真1OFDM系统设计与仿真OFDM技术是一种多载波信号传输技术，将整个信道分割成数个互不干扰的子载波，每个子载波都可以进行调制传输数据，使得OFDM技术具有抗多径和高速传输的优点，因此在现代通信系统中得到广泛应用。
本文将介绍OFDM系统的设计和仿真过程。
一、OFDM系统的设计OFDM系统的设计首先需要确定系统的参数，包括子载波数量、调制方式、误码率等。
具体的设计流程如下：1. 确定子载波数量OFDM系统中子载波数量的选择与系统的带宽有关系，可以通过下式计算出子载波数量：N = B/Δf其中，N是子载波数量，B是系统的带宽，Δf是子载波的带宽。
2. 确定调制方式OFDM系统的调制方式有许多种，如BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等。
不同的调制方式可以达到不同的传输速率和误码率，通常选用16QAM和64QAM，可以提高系统的信噪比和传输速率。
3. 确定误码率OFDM系统在传输数据时会受到各种干扰和噪声的影响，因此需要确定合适的误码率。
在一般情况下，当误码率为10^-5时，OFDM系统的性能最优。
二、OFDM系统的仿真OFDM系统的仿真可以通过软件或硬件实现。
其中，软件仿真可以通过Matlab软件实现，硬件实现需要使用FPGA等电路设计工具。
1. Matlab仿真Matlab软件提供了许多工具箱，可以方便地进行OFDM系统的仿真。
例如，可以使用Communications Toolbox进行信道估计、信号变换和误码率分析等，可以使用Simulink进行系统建模和仿真。
下面以Simulink仿真为例，介绍OFDM系统的仿真过程。
首先，将OFDM调制器、仿真信道和OFDM解调器添加到Simulink模型中。
然后，对OFDM信号进行比特随机分配、IFFT和加前缀（保障多径传播），并对信道进行加性白噪声、多径衰减和时间延迟的模拟，最后进行OFDM解调和误码率计算。
基于FPGA的宽带OFDM系统的设计与实现
从无 线信 道 中获 取信 号 ，然后 经过一 个 与发送 部分相
反 的 处 理 过 程 ，得 到 解 调 后 的接 收 数 据 。
域 网（ ｗＩ ＡＮ） 中都 采 用 了正 交 频 分复 用 （ ｔｏ ｏ ａ Ｏｒｈ ｇ ｎ ｌ Ｆ ｅ ｕ ｎ ｙＤ ｖｓ ｎＭｕｔ ｌ ｉｇ ＯＦ ｒｑ ｅ ｃ ｉｉ ｏ ｌ ｐｅ ｎ ， ＤＭ） ｉ ｉ ｘ 调制 技术 作 为信 道的传 输手段 。在 第 四代移 动通 信 中 ， Ｄ 技 ＯＦ Ｍ
术也 已成为 其开发 的 核心 技术 。本文 介绍 了一 种使用 Ｆ ＧＡ来 实 现宽带 ＯＦ Ｍ 系统 的设 计方 法 ， 重点讨 Ｐ Ｄ 并 论 了 ＯＦ Ｍ 系统 中数 字 基 带处 理 和 信 号 的接 收 发送 Ｄ 部分 的关键 技术 ，最后 利用 Ｘ ｌ ｘ公 司的Ｓ ａｔｎ ３ ｉｎ ｉ ｐ ｒａ － 系列 Ｆ ＧＡ 实现 了整个 方 案 。 Ｐ １ 宽 带 ＯＦ Ｍ 系统 的设 计 方案 Ｄ
分 是 接 收 部 分 ， 与 发 送 端 是 个 相 反 的 过 程 ，系 统 通 过
亘悃
信 号 接收 发 送 部分
一
数 手 基 带处 理 部 分
图 １ ０ Ｄ 系 统 结 构 框 图 Ｆ Ｍ
１ ２ 数 字 基 带 处 理 的 设 计 方 案 ．
在 数 字 基 带 处 理 部 分 ，采 用 ＱＡＭ （ ａ ｒｔｒ Ｑｕ ｄ ａｕｅ
接 收
Ｊ ［
织 处理 、调制后 ，将 调 制符 号分 配到各 子载 波上 ，经 过 插入导 频信 息 、串并 变换 ，再经 过快 速傅里 叶逆 变 换 （ Ｆ 运 算得 到 时域 的 ０ Ｄ 符 号 ，添 加循 环前 Ｉ Ｔ） Ｆ Ｆ Ｍ 缀 获得完 整 的 ＯＦ ＤＭ 时域数 字信 号 ，最 后通 过 ＤＡＣ 转换 经过 射频模 块把 信息 发送 到无 线信 道 中。下半部
ofdm课程设计
ofdm课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解OFDM（正交频分复用）的基本概念、原理和数学模型；2. 学生能掌握OFDM系统的调制、解调过程，及其在通信系统中的应用；3. 学生了解OFDM技术的主要优势，如抗多径干扰、提高频谱效率等；4. 学生了解OFDM在4G、5G等现代通信技术中的应用现状和发展趋势。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析OFDM信号的特点，进行信号调制和解调；2. 学生能够通过计算和仿真，评估OFDM系统在特定条件下的性能；3. 学生能够运用OFDM技术，解决实际通信问题，提高通信系统的稳定性和效率。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信科学的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 培养学生团队协作精神，使他们能够在团队项目中积极承担责任、相互学习；3. 培养学生具备创新意识和实践能力，鼓励他们将所学知识应用于实际通信领域，为我国通信事业作出贡献。
课程性质：本课程为通信原理与应用的选修课程，以理论学习与实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生为高年级本科生，具备一定的通信原理基础，具有较强的学习教学要求：结合课程性质、学生特点，通过理论讲解、案例分析、实践操作等方式，使学生全面掌握OFDM技术的基本原理和实际应用。
在教学过程中，注重培养学生的创新意识和团队协作能力，提高他们的实际操作技能。
课程目标的设定旨在使学生在完成学习后，能够达到上述具体的学习成果，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. OFDM基本原理：包括正交频分复用的概念、原理、数学模型和频域调制技术。
- 教材章节：第三章“数字调制技术”中的第5节“正交频分复用技术”- 内容：OFDM信号的产生、频率间隔的选择、子载波的正交性等。
2. OFDM调制解调技术：讲解OFDM信号的调制、解调过程，以及其在实际通信系统中的应用。
- 教材章节：第四章“数字信号的传输与接收”中的第2节“OFDM调制解调技术”- 内容：OFDM信号的时域和频域表示、IFFT/FFT算法、循环前缀等。
OFDM通信系统仿真设计
OFDM通信系统仿真设计OFDM通信系统是一种基于正交频分复用技术的通信系统，具有有效地抵抗多径衰落、频率选择性衰落和干扰的能力。
本文将从OFDM通信系统的基本原理、系统建模与仿真设计等方面进行介绍，以及对OFDM系统的性能分析和改进方法进行探讨。
1.OFDM通信系统的基本原理OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）是一种将频域划分为多个子载波进行并行传输的技术。
在OFDM系统中，将连续时间信号分为多个频率间隔相等的子载波，每个子载波独立传输数据。
通过在发送端对每个子载波进行调制，并在接收端对各个子载波进行解调和合并，实现高效的并行传输。
2.OFDM系统的模型与仿真设计对于OFDM系统的模型与仿真设计，可以分为以下几个步骤：（1）子载波生成：根据系统带宽和子载波数目，生成相应的子载波，并在时域上进行插值以实现离散信号的连续化。
（2）调制器：对每个子载波进行调制，可以选择不同的调制方式（如BPSK、QPSK、16-QAM等）。
（3）并行传输：将所有调制后的子载波并行传输到发送端，可以通过FFT变换将时域信号转换为频域信号。
（4）信道模型：在信道中加入多径衰落和高斯噪声等干扰。
（5）接收端：接收端进行OFDM解调和IFFT变换，将频域信号转换为时域信号。
（6）误码率性能分析：通过计算误码率等指标，分析OFDM系统的性能。
3.OFDM系统的性能分析对于OFDM系统的性能分析，可以从误码率、带宽效率以及抗多径衰落的能力等方面进行评估。
（1）误码率：通过计算接收信号与原始信号之间的误差比特数，得到OFDM系统的误码率。
可以通过调整调制方式、子载波数量和信噪比等参数进行优化。
（2）带宽效率：带宽效率是指在给定带宽条件下，OFDM系统能够传输的有效数据位数。
可以通过调整子载波数量和调制方式等参数进行优化。
（3）抗多径衰落的能力：OFDM系统通过将信号分为多个子载波并在频域上具有正交性，可以有效地抵抗多径衰落的影响。
宽带OFDM传输接收机系统EDA设计201402
• 循环位移特性
DFT X (k ) if x(n) IDFT
x(n m) X ( k )e
DFT
j
2 km N
X (k l ) x ( n )e
IDFT
j
2 nl N
15
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 OFDM技术原理 14/16
16 通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 OFDM技术原理 15/16
• Power spectrum of OFDM signal
17
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 OFDM技术原理 16/16
• Why OFDM
18
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part2 OFDM系统结构和关键技术
– Exhibits High Peak to Average Power Ratio
– Sensitive to High Frequency Phase Noise
7
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 OFDM技术原理 6/16
• Continuous time OFDM
8
通信抗干扰技术国家级重点实验室
– Reduce Inter-Symbol Interference (ISI)
– Simple frequency domain equalizer
– Fighting multipath fading
– An old idea since 1960s
3
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 OFDM技术原理 2/16
s(t ) sk e
k 0 N 1 j 2 f k t
通信系统第一次大作业—OFDM系统仿真实验报告
通信系统第⼀次⼤作业—OFDM系统仿真实验报告通信信号处理第⼀次⼤作业—OFDM系统仿真实验报告⽆210 孙⽂钰2012010999⼀、OFDM系统模型说明1.基于IFFT/FFT的OFDM系统模型基于IFFT/FFT的OFDM系统框图如图1.1所⽰：图1.1 基于IFFT/FFT的OFDM系统其中调制模块本次实验采⽤的是16QAM调制。
同时根据所给的参数，带宽5MHz，⼦载波间隔15kHz，⼦载波个数5M/15k=332，做512点FFT/IFFT，剩余180个点补零以过采样，CP长度为OFDM符号长度的7%，CP点数为332*7%=24点。
采⽤16QAM及1/2码率的编码⽅法，则系统的最⾼可达数据率为：332?20.0714ms=9300k=9.3Mbit/s系统的频谱效率为：9.3Mbit/s15kHz=620bit/s/HZ2.发射机模型发射机模型框图如图1.2所⽰：图1.2 发射机模型考虑多径传播延时的影响，在发射端IFFT变换后的时域信号之间插⼊保护间隔，同时为了不影响⼦载波间的正交性，保护间隔为循环前缀。
3.接收机模型接收机模型框图如图1.3所⽰：图1.3 接收机模型在接收端A/D转换后去循环前缀，并将时域信号通过FFT变换到原来的频域信号后进⾏判决，最后进⾏16QAM的解调。
4.本次实验的做法本次实验没有考虑模拟信号的处理，假设载波频偏估计准确，不考虑采样时钟的偏差。
对于多径传播延迟，模型简单假定为符号间延迟的相⼲叠加，因此在延迟情况下进⾏FFT相当于循环卷积，还原时需要除以旋转相位。
5.减⼩峰均⽐PAR的⽅案OFDM系统的⼀个缺点是峰均⽐过⾼，本实验采⽤了3种⽅式减⼩峰均⽐，分别是选择性映射（SLM）、压缩扩展变换（C变换）和最直接的硬限幅⽅法。
报告后⾯会逐⼀⽐较这些⽅案的性能。
6.⼆、绘制误码率与信噪⽐曲线代码见main_sim.m第⼀部分：%% SNR与误码率的关系在多径效应简单考虑为符号延时的相⼲叠加情况下，保护间隔为24点，假定延迟为0（⽆延迟）、10（在保护间隔内）、30（超过保护间隔）下仿真结果如图2.1与图2.2。
毕业设计OFDM系统原理及仿真实现
毕业设计OFDM系统原理及仿真实现摘要
OFDM系统是一种广泛应用于高速无线数据传输的数字通信技术，具有高数据传输率、宽带容量和低误码率的优点。
本文介绍了OFDM系统的原理，包括OFDM信号的产生、OFDM系统结构及其优缺点，以及OFDM系统的常用技术（如信道编码、时间分多址、调制和调制解调）以及其特性分析。
本文的主要目的是基于MATLAB实现OFDM系统的仿真。
首先，通过MATLAB环境建立OFDM系统仿真模型，然后模拟噪声信号对OFDM系统的影响，最后仿真OFDM系统的正确性及通信效率。
仿真结果表明，加入噪声信号后OFDM系统的信号-噪声比下降了，相应的误比特率也上升了；在正确译码的情况下，OFDM系统的效率可达到一定的水平。
结论是，OFDM 是一种具有高带宽和高数据传输速率的信号技术，能有效抑制多径效应的影响，具有较高的容量和低的误码率，因此在高速无线数据传输中得到了广泛应用。
关键词：OFDM，OFDM系统，仿真，MATLAB
1绪论
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统是一种高效的数字信号处理技术，具有高数据传输率、宽带容量和低误码率的优点，已成为当今无线通信领域的一项主流技术。
eda通信课程设计
eda通信课程设计一、教学目标通过本章节的学习，学生将掌握EDA（电子设计自动化）通信课程的基本知识和技能，理解通信系统的原理和流程，能够运用EDA工具进行通信系统的仿真和优化。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解通信系统的基本概念，掌握信号传输、调制解调、信道编码等基本知识。
2.技能目标：学生能够熟练使用EDA工具，如ModelSim、Vivado等，进行通信系统的仿真和实现。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到EDA技术在现代通信系统中的重要性，培养对通信技术的兴趣和热情。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分：1.通信系统概述：介绍通信系统的基本概念、组成和分类。
2.信号传输与调制：讲解信号的传输过程，介绍调制解调的基本原理和分类。
3.信道编码与解码：讲解信道编码的目的、方法和常用编码方案。
4.EDA工具使用：介绍ModelSim、Vivado等EDA工具的使用方法，进行通信系统的仿真和实现。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解通信系统的基本概念、原理和方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解通信系统的应用。
3.实验法：引导学生使用EDA工具进行通信系统的仿真和实现，提高学生的实践能力。
4.讨论法：学生进行小组讨论，促进学生之间的交流与合作。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本章节将准备以下教学资源：1.教材：《EDA通信课程教材》2.参考书：《通信原理》、《数字信号处理》等3.多媒体资料：教学PPT、视频教程等4.实验设备：计算机、示波器、信号发生器等以上教学资源将有助于丰富学生的学习体验，提高教学效果。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本章节将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置相关的编程练习和通信系统设计任务，评估学生的理解和应用能力。
OFDM技术在光纤通信系统中的研究的开题报告
OFDM技术在光纤通信系统中的研究的开题报告
一、选题背景：
随着数字通信技术的不断发展，对光纤通信系统的要求也越来越高。
但是，传统的单一载波通信技术往往不能满足当前需要高速、高效率的
通信需求。
而OFDM技术（正交频分复用技术）是一种利用频域多路径
传输的技术，能够很好的解决传统单一载波通信技术的问题。
因此，OFDM技术已经成为现代光纤通信系统中的重要技术之一。
二、研究目的：
本研究旨在探索OFDM技术在光纤通信系统中的应用，同时研究其
在优化系统性能方面的表现。
具体研究内容包括OFDM技术的基本原理、系统建模、信道估计及均衡、调制与解调、子载波资源分配、功率控制
以及与其他技术的集成等。
三、研究方法：
1.文献调研法：对OFDM技术在光纤通信系统中的研究进行深入调研，收集相关数据和文献资料。
2.仿真实验法：采用MATLAB等仿真软件对所构建的OFDM光纤通
信系统进行仿真试验，探讨其性能表现并优化系统参数。
四、预期结果：
通过本研究，可以得到OFDM技术在光纤通信系统中的应用和性能
表现等方面的相关信息和数据，为光纤通信系统的优化和提升提供理论
和技术支持，同时为后续相关研究提供参考。
五、研究意义：
OFDM技术的应用将会对现代光纤通信系统的性能和应用方面产生
深远的影响。
OFDM技术的优化与提升不仅可以提高光纤通信系统的传输
效率和可靠性，更为重要的是，可以为现代通信技术发展提供切实可行的技术支持。
《宽带无线接入技术》实验报告 OFDM系统的Matlab仿真
Cc大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告专业：学号：姓名：实验所属课程：宽带无线接入技术实验室(中心)：软件与通信实验中心指导教师：2013年3月一、题目：OFDM系统的Matlab仿真；二、仿真要求：<一>要求一（对于OFDM系统的数据传输时，应该）：①传输的数据随机产生；②调制方式采用16QAM；③必须加信道的衰落；④必须加高斯白噪声；⑤接收端要对信道进行均衡。
<二>要求二（对BER的性能仿真时）：设计仿真方案，得到在数据传输过程中不同信噪比的BER性能结论，要求得到的BER曲线较为平滑。
三、仿真方案详细设计：<一>OFDM 基本原理:OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing ）正交频分复用，它是由多载波调制技术发展而来。
其基本思想是把一路高速的数据流串并变换为N 路的低速数据流再并行传输，因此数据流速度降为原来的1/N，具有很强的抗多径衰落和抗脉冲干扰的能力 ，特别适合高速无线数据传输。
OFDM 是一种子载波相混叠的多载波技术，但由于 OFDM 选择时域相互正交的子载波 ， 他们在频域虽然相互混叠 ，却能在接收端被分离出来 。
OFDM 信号频谱实际满足奈奎斯特准则即多个子载波之间不存在相互干扰。
OFDM 信号的基带形式Ts=Tsym/N由于OFDM 子载波之间满足正交性，因此可以采用离散傅立叶变换(DFT)表示信号。
直接进行IDFT/DFT 变换，算法复杂度为 O(N 2) ，计算量非常大，但如果采用IFFT/FFT 来实现，则算法复杂度降低为O(N/2)(基2算法)，极大降低了OFDM 系统的实现难度。
从频域的角度来理解，每个OFDM 符号在其周期内包括多个非零的子载波，因此，其频谱可以看做是周期为T 的矩形模型频谱与各个子载波频率上 的 函数的 卷积。
()10()[]exp 2(N k sym k x t X k j f t T π-==-∑δ同时，为了消除码间干扰，需要在OFDM的每个符号中插入保护时间，只要保护时间大于多径时延扩展，则一个符号的多径分量不会干扰相邻符号。
OFDM实验指导书
实验六OFDM调制和频域均衡一、实验目标掌握OFDM收发原理以及均衡算法，在Labview+USRP平台下实现OFDM 收发信号。
二、实验介绍OFDM OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术，实际上是一种多载波调制技术。
将信道分成若干正交子信道，将每个子信道上的信号带宽小于信道的相干带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。
而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，在接收端进行简单的线性均衡，信道均衡变得相对容易。
OFDM广泛用干各种数字传输和通信中，如IEEE802.11g、IEEE802.11a、IEEE802.11n、；包括WIFI（IEEE802.16）在内的宽带无线接入；移动宽带无线接入IEEE802.20；数字视频广播(DVB)和HDTV地面传播系统。
循环前缀CP持续时间由最大时延扩展决定，作用是防止码间干扰（ISI）、子载波间干扰（ICI）以及降低对定时偏差的敏感程度。
带宽一定前提下，子载波间隔与FFT点数N成反比，N越大子载波间隔越小，随着N增大频谱效率提高但同时也会造成对频偏更加敏感。
普遍来说OFDM系统并不是所有子载波都是有用的，总会在频域有一些空载波。
由于直流射频失真存在，零频或者直流一般是空的。
在频率响应的边缘一般也是空的用作保护带以防止邻频干扰。
频率选择性信道会破坏子载波正交性，因此需要做某种形式的均衡。
OFDM 使用循环前缀使频域均衡成为可能。
这是因为OFDM将频率选择性信道分成若干个在频域复用的平坦性衰落子信道，因此每个子信道上可以应用简单迫零均衡。
OFDM的优势并不仅仅体现在低复杂度均衡上面，它还提供了一种框架可以应用许多先进的数字通信技术例如自适应调制和功率均衡。
当然多载波相对于单载波并不都是优势，我们这个实验将要探讨频率选择性信道和OFDM 系统对频偏敏感度问题。
OFDM的系统仿真与实现电子教案
OFDM 的系统仿真与实现一、实验器件Matlab编程软件、PC机二、实验目的1、通过实验过程熟悉OFDM的系统运行过程.2、进一步练习通过MATLAB解决通信系统的仿真问题.3、掌握导频插入、训练序列等原理与实际运用.4、掌握通过实际仿真与理论分析的结合的方法.三、OFDM的基本原理OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 即正交频分复用技术，实际上OFDM 是多载波调制的一种。
其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。
正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰ICI 。
每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。
而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
在向B3G/4G 演进的过程中，OFDM 是关键的技术之一，可以结合分集，时空编码，干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术，最大限度的提高了系统性能。
包括以下类型：V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM, 多带-OFDM 。
OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。
无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM fe术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。
这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。
由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。
OFDM fe术属于多载波调制（Multi —Car rierModulation , MCM技术。
OFDMA技术实验报告
OFDMA技术实验报告实验名称：OFDMA技术实验实验目的：本实验旨在通过实际操作和测试，深入理解正交频分多址（OFDMA）技术的原理和应用，以及其在现代通信系统中的重要性。
通过实验，学生将能够掌握OFDMA的关键参数设置和性能评估方法。
实验原理：OFDMA是一种多址接入技术，它将频带分割成多个子载波，每个子载波可以分配给不同的用户，从而实现多用户的数据传输。
这种技术能够有效地提高频谱利用率，降低多径效应的影响，并支持高速数据传输。
实验设备与材料：- 计算机配备OFDMA仿真软件- 相关通信模块和接口- 信号发生器和频谱分析仪- 必要的连接线和测试设备实验步骤：1. 启动OFDMA仿真软件，设置实验参数，包括子载波间隔、调制方式、子载波数量等。
2. 通过信号发生器生成模拟信号，输入到仿真系统中。
3. 观察并记录OFDMA系统对信号的处理过程，包括子载波的分配和信号的调制解调。
4. 使用频谱分析仪对处理后的信号进行频谱分析，评估系统性能。
5. 调整实验参数，重复步骤2-4，观察不同参数设置下系统性能的变化。
6. 根据实验结果，分析OFDMA技术的优势和局限性。
实验结果：在本次实验中，我们观察到OFDMA技术能够有效地支持多用户接入，并且通过调整子载波间隔和调制方式，可以优化系统性能。
实验结果表明，OFDMA技术在频谱利用率和抗多径干扰方面表现出色。
实验分析与讨论：OFDMA技术在现代通信系统中具有广泛的应用，尤其是在4G和5G网络中。
通过本次实验，我们深入理解了OFDMA的工作原理和关键技术参数。
然而，OFDMA技术也存在一些局限性，如对同步误差和频率偏移较为敏感。
在未来的研究中，可以进一步探索如何优化OFDMA技术，以适应更复杂的通信环境。
结论：本实验成功地展示了OFDMA技术在多用户通信中的应用，并对其性能进行了评估。
通过实验，我们认识到OFDMA技术在提高频谱利用率和支持高速数据传输方面的潜力。
信息科学与工程学院综合性设计性实验报告
重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告专业：通信工程专业11级学号：0204姓名：何国焕实验所属课程：宽带无线接入技术实验室(中心)：软件与通信实验中心指导教师：吴仕勋一、题目OFDM系统的CFO估计技术二、仿真要求要求一：OFDM系统的数据传输①传输的数据随机产生；②调制方式采用16QAM；要求二：要求对BER的性能仿真设计仿真方案，比较两个CFO的性能（基于CP与基于训练符号Moose），并画出不同SNR下的两种估计技术的均方差（MSE）性能。
三、仿真方案详细设计1、首先OFDM技术的基本思想和现状了解。
认真学习OFDM技术的基本原理，包括OFDM系统的FFT实现、OFDM系统模型、OFDM信号的调制与解调、OFDM信号的正交性原理，根据PPT及网上查阅资料加以学习。
其次，了解OFDM的系统性能，包括OFDM系统的同步技术及训练序列等。
2、同步技术：接收机正常工作以前，OFDM系统至少要完成两类同步任务：①时域同步，要求OFDM系统确定符号边界，并且提取出最佳的采样时钟，从而减小载波干扰(ICI)和码间干扰(ISI)造成的影响。
②频域同步，要求系统估计和校正接收信号的载波偏移。
在OFDM系统中，N个符号的并行传输会使符号的延续时间更长，因此它对时间的偏差不敏感。
对于无线通信来说，无线信道存在时变性，在传输中存在的频率偏移会使OFDM 系统子载波之间的正交性遭到破坏。
3、载波频率的偏移会使子信道之间产生干扰。
OFDM系统的输出信号是多个相互覆盖的子信道的叠加，它们之间的正交性有严格的要求。
无线信道时变性的一种具体体现就是多普勒频移引起的CFO，从频域上看，信号失真会随发送信道的多普勒扩展的增加而加剧。
因此对于要求子载波严格同步的OFDM 系统来说，载波的频率偏移所带来的影响会更加严重，如果不采取措施对这种信道间干扰（ICI）加以克服，系统的性能很难得到改善。
OFDM系统发射端的基本原理图OFDM信号频谱4、训练序列和导频及信道估计技术接收端使用差分检测时不需要信道估计，但仍需要一些导频信号提供初始的相位参考，差分检测可以降低系统的复杂度和导频的数量，但却损失了信噪比。
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——实验板基础设计
电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室
Outlines
1
实验板基础设计
2
ATLPLL的使用和测试
3
ROM的设计和测试
2
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 实验板基础设计
50MHz
Oscillator 50MHz
ATLPLL
(IP Core) 25MHz
Part1 实验板基础设计 2/6 • 完成内容
FPGA芯片管脚的定义和使用 ATLPLL的设计实例化：生成IP Core ATLPLL的实例化测试：利用分频技术产生LED 灯指示信号
数据源ROM的设计实例化：ROM初值的设置
和地址发生器的编写
4
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 实验板基础设计 3/6
• LEDs of FPGA
8
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part2 ATLPLL的使用和测试
• Why ATLPLL of Altera and DCM of Xilinx？ • Multi-clocks with same drift • Use leds to verify clock
50MHz
• Clocks of FPGA : Clock
5
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 实验板基础设计 4/6
• Switchs of FPGA：Reset
6
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 实验板基础设计 5/6
• LEDs of FPGA
7
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part1 实验板基础设计 6/6
Frequency Divider
(User Code)
LED LED
short_frm_ rom.mif
Source Data ROM
(IP Core)
Address Generator
(User Code) Addr In Data Out
LED
Cyclone II FPGA
3 通信抗干扰技术国家级重点实验室
Source Data ROM
(IP Core)
Address Generator
(User Code) Addr In
Data Out
Thanks
Oscillator 50MHz
ATLPLL
(IP Core) 25MHz
Frequency Divider
(User Code)
LED
LED
9
通信抗干扰技术国家级重点实验室
Part3 ROM的设计和测试
• ROM的实例化和初始化 • ROM的读控制模块实现
Clock
short_frm_ rom.mif