(2015届通信工程毕设)OFDM调制解调系统仿真与结果分析报告
(2015届通信工程毕设)OFDM调制解调系统仿真与结果分析
4 系统仿真与性能分析4.1 仿真参数设置结合OFDM调制解调系统原理图与仿真流程图，基于MATLAB软件平台，设置系统仿真参数，如表4-1所示：由OFDM系统原理和仿真流程可知，由信源产生一个待传输的二进制随机信号。
此处，我们以QPSK调制为例，根据表4-1设置的系统默认仿真参数，子载波数目1024个，每个子载波中OFDM符号数为50个，每OFDM符号数所含的比特数为2 bit，信噪比（SNR）为2 dB，经过运算、取整等操作，可产生一组包含20000（子载波数⨯符号数/载波⨯位数/符号）个由0和1构成的一维随机二进制数组，即待传信号，截取待传信号的前101（0—100）个码元，其对应的波形与经过OFDM系统传输、解调还原后所得到的信号波形，如图4-1所示：图4-1 待传输信号与解调还原信号对比图由图4-1可知，经过系统发送、传输、解调过后的信号经过并串变换后，还原后所得到的信号与原信号相比，存在数据出错的情况，即产生误码，此时的误码率如图4-3所示：图4-2 默认参数下QPSK调制的系统误码率误码率（SER）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。
即，数据经过通信信道传输以后，接收端所接收到的数据与发送端发送的原始数据相比，发生错误的码元个数占发送端发送的原始数据的总码元个数之比，误码率的计算公式如下所示：误码率=错误码元数/传输总码元数一个通信系统在进行数据传输时的误码率越小，则说明该通信系统的传输精确度越高。
4.2 OFDM系统仿真实现以QPSK调制为例，系统的仿真参数为默认值。
即，子载波数目1024个，每个子载波中OFDM符号数为50个，每OFDM符号数所含的比特数为2 bit，信噪比（SNR）为2 dB。
4.2.1 待传信号与还原信号图4-3 待传信号与还原信号码元波形由仿真参数默认值及仿真程序，信源产生的随机序列的长度为20000（子载波数⨯符号数/载波⨯位数/符号），大小介于0到 1之间，经过取整后即得到长度为20000，大小为0或1的待发送的一维随机二进制数组。
MIMO-OFDM通信系统仿真报告
目录目录 (i)摘要： (1)1，系统总论 (1)2，OFDM调制和解调 (2)3，循坏前缀 (4)4，信道估计 (6)5，OFDM误码率分析 (8)6，总结与感想 (9)7，主要程序附录 (10)MIMO-OFDM通信系统仿真摘要MIMO-OFDM是第四代通信系统中的核心技术，是结合OFDM和MIMO而得到的一种新技术。
OFDM（正交频分复用技术）的核心能力就是将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样既减少了子信道之间的相互干扰，同时又提高了频率利用率。
其实，就是指OFDM 的抗多径衰落的能力。
MIMO（多输入多输出）技术是目前最常见的无线技术之一，最早是由Marconi于1908年提出的，利用多天线来抑制信道衰落。
本文的主要容是涉及MIMO和OFDM的部分，讨论了它是实现原理和在瑞利信道中的MATLAB仿真效果。
最后，给出了同时存在加性高斯白噪声下的误码率随着信噪比变化的仿真曲线。
关键词：MIMO-OFDM，瑞利信道，QPSK调制，信道估计，MATLAB仿真。
1，系统总论下图给出的是整个MIMO-OFDM通信系统的流程图：图1，系统总体流程图从图中可以看到，这个通信系统大概包括信源编码、比特流形成、QPSK调制、MIMO-OFDM 信号形成、瑞利信道和加性高斯白噪声、解MIMO-OFDM信号、解QPSK调制、信宿解码。
其源编码部分主要是把信源要发送的字符串转换成ASCII码，比如我们要发送字符串'Hello',则其对应输出为‘0100100001100101011011000110110001101111’。
QPSK和解QPSK部分是两个对应的模块，QPSK又叫4QAM它是信号星座调制中一种最简单的形式。
QPSK调制后一个符号可以携带2个比特的信息，频带利用率可以将近提高1倍。
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。
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。
本科毕业设计：基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析
摘要正交频分复用(OFDM) 是第四代移动通信的核心技术。
该文首先简要介绍了OFDM的发展状况及基本原理, 文章对OFDM 系统调制与解调技术进行了解析，得到了OFDM 符号的一般表达式，给出了OFDM 系统参数设计公式和加窗技术的原理及基于IFFT/FFT 实现的OFDM 系统模型，阐述了运用IDFT 和DFT 实现OFDM 系统的根源所在,重点研究了理想同步情况下,保护时隙(CP)、加循环前缀前后和不同的信道内插方法在高斯信道和多径瑞利衰落信道下对OFDM系统性能的影响。
在给出OFDM系统模型的基础上,用MATLAB语言实现了传输系统中的计算机仿真并给出参考设计程序。
最后给出在不同的信道条件下,研究保护时隙、循环前缀、信道采用LS估计方法对OFDM系统误码率影响的比较曲线,得出了较理想的结论。
关键词:正交频分复用;仿真;循环前缀;信道估计Title: MATLAB Simulation and Performance Analysis of OFDM SystemABSTRACTOFDM is the key technology of 4G in the field of mobile communication. In this article OFDM basic principle is briefly introduced.This paper analyzes the modulation and demodulation of OFDM system, obtaining a general expression of OFDM mark, and giving the design formulas of system parameters, principle of windowing technique, OFDM system model based on IFFT/FFT, the origin which achieves the OFDM system by using IDFT and DFT. Then, the influence of CP and different channel estimation on the system performance is emphatically analyzed respectively in Gauss and Rayleigh fading channels in the condition of ideal synchronization. Besides, based on the given system model OFDM system is computer simulated with MATLAB language and the referential design procedure is given. Finally, the BER curves of CP and channel estimation are given and compared. The conclusion is satisfactory.KEYWORDS:OFDM; Simulation; CP; Channel estimation目次1 概述 (1)1.1 OFDM的发展及其现状 (2)1.2 OFDM的优缺点 (2)2 OFDM的基本原理 (4)2.1基于IFFT/FFT 的OFDM 系统模型 (4)2.2 OFDM信号的频谱特性 (7)2.3 0FDM 系统调制与解调解析 (8)2.4 加窗 (10)3 循环前缀及信道估计对系统误码率的改善分析 (13)3.1循环前缀 (13)3.2 OFDM系统的峰值平均功率比 (17)3.3信道估计 (18)3.3.1信道估计概述 (18)3.3.2基于导频的信道估计方法 (19)3.3.3信道的插值方法 (20)3.3.4仿真结果及分析 (21)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (26)1 概述随着移动通信和无线因特网需求的不断增长，越来越需要高速无线系统设计，而这其中的一个最直接的挑战就是克服无线信道带来的严重的频率选择性衰落。
OFDM系统仿真实验报告
无线通信——OFDM系统仿真一、实验目的1、了解OFDM 技术的实现原理2、利用MATLAB 软件对OFDM 的传输性能进行仿真并对结论进行分析。
二、实验原理与方法1 OFDM 调制基本原理正交频分复用(OFDM)是多载波调制(MCM)技术的一种。
MCM 的基本思想是把数据流串并变换为N 路速率较低的子数据流，用它们分别去调制N 路子载波后再并行传输。
因子数据流的速率是原来的1/N ，即符号周期扩大为原来的N 倍，远大于信道的最大延迟扩展，这样MCM 就把一个宽带频率选择性信道划分成N 个窄带平坦衰落信道，从而“先天”具有很强的抗多径衰落和抗脉冲干扰的能力，特别适合于高速无线数据传输。
OFDM 是一种子载波相互混叠的MCM ，因此它除了具有上述毗M 的优势外，还具有更高的频谱利用率。
OFDM 选择时域相互正交的子载波，创门虽然在频域相互混叠，却仍能在接收端被分离出来。
2 OFDM 系统的实现模型利用离散反傅里叶变换( IDFT) 或快速反傅里叶变换( IFFT) 实现的OFDM 系统如图1 所示。
输入已经过调制(符号匹配) 的复信号经过串P 并变换后,进行IDFT 或IFFT 和并/串变换,然后插入保护间隔,再经过数/模变换后形成OFDM 调制后的信号s (t ) 。
该信号经过信道后,接收到的信号r ( t ) 经过模P 数变换,去掉保护间隔以恢复子载波之间的正交性,再经过串/并变换和DFT 或FFT 后,恢复出OFDM 的调制信号,再经过并P 串变换后还原出输入的符号。
图1 OFDM 系统的实现框图从OFDM 系统的基本结构可看出, 一对离散傅里叶变换是它的核心,它使各子载波相互正交。
设OFDM 信号发射周期为[0,T],在这个周期内并行传输的N 个符号为001010(,...,)N C C C -，,其中ni C 为一般复数, 并对应调制星座图中的某一矢量。
比如00(0)(0),(0)(0)C a j b a b =+⋅和分别为所要传输的并行信号, 若将其合为一个复数信号, 很多个这样的复数信号采用快速傅里叶变换, 同时也实现对正交载波的调制, 这就大大加快了信号的处理调制速度(在接收端解调也同样) 。
OFDM调制解调仿真
实验四OFDM调制解调仿真一、实验目的（1）了解OFDM调制解调的原理。
（2）学会用星座图分析系统性能。
二、实验内容（1）编写MATLAB程序，实现OFDM系统调制解调。
（2）绘制各步骤图形并分析系统特性。
三、实验代码1、主代码如下：clear all;close all;N=input('请输入码元数');SNR=input('请输入信噪比');xx=randint(1,4*N); %原序列figure(1),stem(xx,'.k'); %原序列图形title('原序列');B=0;for m=1:4:4*NA=xx(m)*8+xx(m+1)*4+xx(m+2)*2+xx(m+3);B=B+1;ee(B)=A;endfigure(2),stem(ee,'.b');title('化为0~15的码元');yy=star(ee,N);figure(3),plot(yy,'.r'); %映射后的星座图title('映射后的星座图');ff=ifft(yy,N); %傅里叶反变换N1=floor(N*1/4);N3=floor(N*3/4);N5=floor(N*5/4);figure(4),stem(ff,'.m');title('傅里叶反变换后');for j=1:N1 %加循环前缀ss(j)=ff(N3+j);endfor j=1:N %变成长度为N*5/4的序列ss(N1+j)=ff(j);endfigure(5),stem(ss,'.k'); %画出图形title('加N/4循环前后缀');%ss=wgn(1,N5,0,10,'dBW','complex');ss=awgn(ss,SNR); %加入噪声figure(6),stem(ss,'.m'); %加入噪声后的图形title('加入噪声后');zz=fft(ss((N1+1):N5),N); %傅里叶变换figure(7),plot(zz,'.b'); %画图title('傅里叶变换后');rr=istar(zz,N); %星座图纠错figure(8),plot(rr,'.r'); %画图title('纠错后的星座图');dd=decode(rr,N); %解码figure(9),stem(dd,'.m'); %画图title('星座图纠错并解码后');%bb=d2b(dd,N);bb=d2bb(dd,N); %转化为0/1比特流figure(10),stem(bb,'.b');title('转化为0/1比特流后');2、调用的函数：（1）星座图映射%星座图映射function yy=star(xx,N)B=[-3-3*i,-3-i,-1-3*i,-1-i,-3+3*i,-3+i,-1+3*i,-1+i,3-3*i,3-i,1-3*i,1-i,3+3*i,3+i,1+3*i, 1+i];for j=1:Nyy(j)=B(xx(j)+1);end（2）星座图逆映射%星座图逆映射function rr=istar(zz,N)for j=1:Nif(mod((floor(real(zz(j)))),2)==0)zz1(j)=ceil(real(zz(j)));else zz1(j)=floor(real(zz(j)));endif(mod((floor(imag(zz(j)))),2)==0)zz1(j)=zz1(j)+ceil(imag(zz(j)))*i;else zz1(j)=zz1(j)+floor(imag(zz(j)))*i;endrr(j)=zz1(j);end（3）十进制转二进制function bb=d2b(dd,N)%十进制转二进制for j=1:N*4bb(j)=;endfor j=1:4:N*4bb1=dec2bin(dd(floor(j/4)+1),4);for k=1:4bb(4*(j-1)+k)=bb1(k);endend（4）十进制转化为01比特流%十进制转化为01比特流function bb=d2bb(dd,N)for j=1:N*4bb(j)=1;endj=1;while(j<=N*4)N1=ceil(j/4)a4=mod(dd(N1),2);dd(N1)=floor(dd(N1)/2);a3=mod(dd(N1),2);dd(N1)=floor(dd(N1)/2);a2=mod(dd(N1),2);dd(N1)=floor(dd(N1)/2);a1=mod(dd(N1),2);bb(j)=a1;j=j+1;bb(j)=a2;j=j+1;bb(j)=a3;j=j+1;bb(j)=a4;j=j+1;end（5）星座图逆映射function yy=decode(rr,N)for j=1:Nswitch(rr(j))%星座图逆映射case -3-3*iyy(j)=0;case -3-iyy(j)=1;case -1-3*iyy(j)=2;case -1-iyy(j)=3;case -3+3*iyy(j)=4;case -3+iyy(j)=5;case -1+3*iyy(j)=6;case -1+iyy(j)=7;case 3-3*iyy(j)=8;case 3-iyy(j)=9;case 1-3*iyy(j)=10;case 1-iyy(j)=11;case 3+3*iyy(j)=12;case 3+iyy(j)=13;case 1+3*iyy(j)=14;case 1+iyy(j)=15;otherwise break;endend四、五、实验结果。
OFDM无线通信系统的仿真与分析
OFDM无线通信系统的仿真与分析摘要正交频分复用(OFDM) 是第四代移动通信的核心技术。
该文首先简要介绍了OFDM 的发展状况及基本原理, 文章对OFDM 系统调制与解调技术进行了解析，得到了OFDM 符号的一般表达式，给出了OFDM 系统参数设计公式和加窗技术的原理及基于IFFT/FFT 实现的OFDM 系统模型，阐述了运用IDFT 和DFT 实现OFDM 系统的根源所在。
本文重点研究了理想同步情况下,保护时隙(CP)、加循环前缀前后和不同的信道内插方法在高斯信道和多径瑞利衰落信道下对OFDM系统性能的影响。
在给出OFDM系统模型的基础上,用MATLAB语言实现了传输系统中的计算机仿真并给出参考设计程序。
最后给出在不同的信道条件下,研究保护时隙、循环前缀、信道采用LS估计方法对OFDM系统误码率影响的比较曲线,得出了较理想的结论。
关键词:正交频分复用;仿真;循环前缀;信道估计Simulation and Analysis of OFDMWireless Communication SystemAbstractOFDM is the key technology of 4G in the field of mobile communication. In this article OFDM basic principle is briefly introduced.This paper analyzes the modulation and demodulation of OFDM system, obtaining a general expression of OFDM mark, and giving the design formulas of system parameters, principle of windowing technique, OFDM system model based on IDFT/FFT, the origin which achieves the OFDM system by using IDFT and DFT.Then, the influence of CP and different channel estimation on the system performance is emphatically analyzed respectively in Gauss and Rayleigh fading channels in the condition of ideal synchronization. Besides.Based on the given system model OFDM system is computer simulated with MATLAB language and the referential design procedure is given. Finally, the BER curves of CP and channel estimation are given and compared. The conclusion is satisfactory. KEYWORDS:OFDM; Simulation; CP; Channel estimation目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1 概述 (2)1.2 OFDM的发展及其现状 (2)1.3 OFDM的优缺点 (3)第2 章OFDM的基本原理 (5)2.1基于IFFT/FFT 的OFDM 系统模型 (5)2.2 OFDM信号的频谱特性 (7)2.3 0FDM 系统调制与解调解析 (8)2.4 加窗 (10)第3 章循环前缀及信道估计对系统误码率的改善分析 (14)3.1循环前缀 (14)3.2 OFDM系统的峰值平均功率比 (18)3.3信道估计 (19)3.3.1信道估计概述 (19)3.3.2基于导频的信道估计方法 (20)3.3.3信道的插值方法 (20)3.3.4仿真结果及分析 (21)结论与展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 A 外文文献 (26)附录 B 主要参考文献与摘要 (43)附录 C 源代码 (45)插图清单图2.1 IFFT/FFT 实现的OFDM 系统 (5)图2.2 OFDM载波幅度谱 (6)图2. 3 OFDM载波相位谱 (7)图2. 4 OFDM信号正交性的频域解释示意图 (8)图2. 5 OFDM一个符号周期的时域OFDM信号 (9)图2. 6 OFDM每一个载波对应的时域信号 (10)图2. 7载波数为256的信号频谱信号功率谱带外衰减仿真图 (11)图2. 8载波数为128的信号频谱信号功率谱带外衰减仿真图 (12)图2. 9未加窗OFDM功率频谱带外衰减仿真图 (12)图2. 10加升余弦窗后OFDM功率谱带外衰减仿真图 (13)图3. 1无循环前缀时产生符号间干扰和载波间干扰示意图 (15)图3. 2循环前缀抗符号间干扰和载波间干扰示意图 (16)图3. 3接收到的OFDM幅度谱 (17)图3. 4接收到的OFDM信号相位谱 (18)图3. 5 时延扩展超过循环前缀对星座点的影响仿真图 (18)图3. 6不同内插算法仿真结果 (22)引言近年来，由于DSP技术的高速发展，OFDM作为一种可以有效对抗频率选择性衰落的高速传输技术，引起了广泛地关注。
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调制解调系统的设计
OFDM调制解调系统的设计OFDM（正交频分复用）调制解调系统是一种用于高速数据传输的主要技术之一、它采用频域上的正交载波分割信号，提供了高效、可靠的数据传输方式。
本文将探讨OFDM调制解调系统的设计，并介绍其关键组成部分和性能优势。
首先，调制器将数据流分割成多个较低速率、正交的子载波，并对每个子载波进行调制。
这些调制子载波通过对数据进行调制，例如使用相位移键控（PSK）、正交振幅调制（QAM）或者混合调制方式，来传输不同的数据。
OFDM调制使用正交载波的特性，避免了多径干扰，提高了频谱效率。
其次，OFDM信号通过信道传输。
由于信道引起的时、频衰落效应，传输信号可能会衰减、延迟和失真，影响系统的性能。
因此，设计一个有效的信道估计和均衡算法对于提高OFDM系统的性能至关重要。
信道估计可以通过引入训练序列，在接收端对信道进行估计，然后进行频域上的均衡处理。
最后，接收机使用解调器来从接收的信号中解调和还原原始数据。
解调器通过提取每个子载波的调制信号，并应用相应的反调制方法对数据进行解调。
该过程包括载波同步、时间同步、频率补偿和解码等步骤。
解调器还需要进行信道估计和均衡处理来纠正信道引起的失真。
1.子载波数量：子载波数量决定了OFDM系统的频谱效率和性能。
子载波数量的选择应该平衡频谱效率和抗干扰性能。
2.调制方式：OFDM系统支持多种调制方式，如PSK、QAM或混合调制等。
为了提高系统性能，应该选择合适的调制方式。
3.信道估计和均衡算法：选择合适的信道估计和均衡算法对于降低信道引起的失真至关重要。
常用的方法包括最小二乘（LS）估计、线性补偿和时间域均衡等。
4.自适应调制和编码：OFDM系统可以应用自适应调制和编码技术，根据信道条件和需求动态地选择最佳调制和编码方式，来提高系统的容量和性能。
1.频谱效率高：OFDM系统可以将高速数据流划分为多个低速子载波，有效地利用了频谱资源，提高了频谱利用率。
2.抗多径干扰性能好：由于子载波之间正交，OFDM系统对多径干扰的抗干扰性能好。
实验四 OFDM系统仿真
南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：实验成绩：实验四OFDM系统仿真一、实验目的1、了解OFDM技术的原理与特点；2、掌握基于Matlab的OFDM仿真及性能分析；二、实验原理1、OFDM调制基本原理正交频分复用(OFDM)是多载波调制(MCM)技术的一种。
MCM的基本思想是把数据流串并变换为N路速率较低的子数据流，用它们分别去调制N路子载波后再并行传输。
因子数据流的速率是原来的1/N，即符号周期扩大为原来的N 倍，远大于信道的最大延迟扩展，这样MCM就把一个宽带频率选择性信道划分成N个窄带平坦衰落信道，从而“先天”具有很强的抗多径衰落和抗脉冲干扰的能力，特别适合于高速无线数据传输。
OFDM是一种子载波相互混叠的MCM，因此它除了具有上述毗M的优势外，还具有更高的频谱利用率。
OFDM选择时域相互正交的子载波，创门虽然在频域相互混叠，却仍能在接收端被分离出来。
2、OFDM系统的实现模型利用离散反傅里叶变换( IDFT) 或快速反傅里叶变换( IFFT) 实现的OFDM 系统如图1 所示。
输入已经过调制(符号匹配) 的复信号经过串P并变换后,进行IDFT 或IFFT 和并/串变换,然后插入保护间隔,再经过数/模变换后形成OFDM调制后的信号s (t) 。
该信号经过信道后,接收到的信号r ( t ) 经过模P数变换,去掉保护间隔以恢复子载波之间的正交性,再经过串/并变换和DFT 或FFT 后,恢复出OFDM的调制信号,再经过并P串变换后还原出输入的符号。
图1 OFDM 系统的实现框图从OFDM 系统的基本结构可看出, 一对离散傅里叶变换是它的核心,它使各子载波相互正交。
设OFDM 信号发射周期为[0,T],在这个周期内并行传输的N 个符号为001010(,...,)N C C C -，,其中ni C 为一般复数, 并对应调制星座图中的某一矢量。
比如00(0)(0),(0)(0)C a j b a b =+⋅和分别为所要传输的并行信号, 若将其合为一个复数信号, 很多个这样的复数信号采用快速傅里叶变换, 同时也实现对正交载波的调制, 这就大大加快了信号的处理调制速度(在接收端解调也同样) 。
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。
OFDM系统进行仿真实验毕业论文
OFDM系统进行仿真实验毕业论文目录1 引言 (2)2 OFDM系统简介 (3)2.1 OFDM的发展历史 (3)2.2 OFDM系统框架模型 (2)2.3 OFDM系统发射接收的原理 (4)3 OFDM系统的几个关键技术 (6)3.1 OFDM峰平比研究 (6)3.2 OFDM系统同步分析 (7)3.3 信道估计 (7)3.4 其他 (8)4 仿真实验开发 (9)4.1 OFDM系统的优缺点 (9)4.2 对比系统QAM的选取 (10)4.3 仿真实验的设计 (11)4.4 其他问题........................................................................... 错误!未定义书签。
5 仿真结果 (12)5.1 OFDM系统发射接收的仿真 (12)5.2 QAM系统发射接收的仿真 ............................................ 错误!未定义书签。
5.3 其他................................................................................... 错误!未定义书签。
6 结论 (8)致谢 (11)参考文献........................................................................................... 错误!未定义书签。
附录................................................................................................... 错误!未定义书签。
1 引言四年的大学生活很快就到了最后一个学年了，在上半学期，我就迫不及待的开始了我的毕业设计。
OFDM系统仿真与分析
OFDM 系统仿真与分析余秋菊(西安文理学院 陕西西安 710065)摘 要:正交频分复用(OF DM )技术在高速数据传输中得到了广泛的应用,尤其在无线接入和移动通信中应用前景非常广泛。
无线衰落信道使得通信系统在传输过程中出现符号间干扰和信道干扰,严重影响信道质量,而O FDM 是一种多载波数字调制技术,在无线衰落信道下具有较好的传输特性。
运用M atlab 构建OF DM 系统,并加入自适应功率和比特分配算法,通过具有高斯白噪声和频率选择性信道,观察在不同信噪比条件下系统误码率是如何变化的。
给出仿真结果,从而分析出系统在不同调制方式下的性能。
仿真结果表明,OFD M 系统能抗多径衰落,而且具有良好的误码性能。
关键词:O FDM ;快速傅里叶变换;M PSK ;M Q A M中图分类号:T P292.1 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2009)17-026-04Simulation and Analysis of OFDM SystemYU Q iuju(Xi a n U ni v ersity o f Science and Arts,Xi an,710065,Chi na)Abstract :T he technolog y of Orthog onal Frequency Division M ultiplex ing(O FDM)has been applied widely in the transmission of high-speed data,especially in wireless access and mo bile co mmunicatio n,w her e O FDM has v ery w ide per spectives.T he mo bile fading channel leads to inter -sy mbo l inter fer ence and inter channel interfer ence,w hich sever ely influence t he perfor mance of communicat ion.O FDM is a multi-car rier modulation technique w hich has better perfo rmance in the mobile fading channel,then O FDM simulation system is constructed o n M at lab platfor m furthermo re the po wer and bit load a rithmetic is ado pted in the simulation.T he bit er ro r rate under different SNR is presented ultimately.A t t he same t ime the r esult o f simulation is given.A t last ,the perfo rmance of OF DM system using different modulation mo des is analy zed.T he results indicate that OF DM system can r educe multi-path fading and has g oo d BER per for mance.Keywords :OF DM ;F FT ;M P SK;M Q AM收稿日期:2009-04-23现代社会对通信的依赖和要求越来越高,于是设计和开发效率更高的通信系统成了通信工程界不断追求的目标。
ofdm技术仿真实验心得
OFDM（正交频分复用）技术是一种在现代无线通信中广泛使用的多载波调制技术。
通过将高速数据流分解到多个较低速率的子载波上，OFDM技术能够有效地抵抗多径干扰和频率选择性衰落，从而在复杂的无线环境中提供可靠的数据传输。
在完成OFDM技术的仿真实验后，我有以下几点心得：
1. **理解关键概念至关重要**：OFDM涉及到许多复杂的数学和信号处理概念，如傅里叶变换、频域均衡等。
只有深入理解这些概念，才能在实际仿真中正确地应用它们。
2. **参数选择影响性能**：在仿真实验中，我发现不同的参数设置（如子载波数量、循环前缀长度等）会对OFDM的性能产生显著影响。
因此，选择合适的参数是至关重要的。
3. **抗干扰能力是优势**：OFDM技术在面对多径干扰和频率选择性衰落时的表现明显优于其他调制技术。
这使得OFDM在无线通信中具有很大的优势。
4. **复杂度与效率的平衡**：虽然OFDM技术具有许多优点，但它的实现也比其他调制技术更复杂。
在设计和实现时，需要考虑到这种复杂度与效率之间的平衡。
5. **仿真与实际环境的差异**：虽然仿真实验可以帮助我们理解OFDM的工作原理和性能，但实际无线环境中的干扰和噪声可能与仿真模型有很大的差异。
因此，在实际应用OFDM时，需要
考虑这些因素。
通过这次仿真实验，我深入理解了OFDM技术的原理和工作方式，同时也更清楚地看到了它在现代无线通信中的重要性和潜在应用。
未来，我计划进一步探索如何优化OFDM系统的性能，以及如何将其应用到实际的无线通信系统中。
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。
高速光纤通信系统中的OFDM调制解调技术的仿真与实现
高速光纤通信系统中的OFDM调制解调技术的仿真与实现毕业设计论文高速光纤通信系统中的OFDM调制解调技术的仿真与实现偏执520班级：机电1201班专业名称：机电一体化学号： 20120506008论文提交日期：2015年 6月10 日摘要光正交频分复用(O-OFDM)通信系统，其带宽资源丰富，无需色散管理，抗色散能力强，这些优点使得光正交频分复用通信系统成为下一代高速率光纤传输的备选方案之一，并成为高速光纤通信系统领域的研究热点。
本文对高速O-OFDM通信系统的研究现状进行了总结，并对高速O-OFDM通信系统的设计和实现进行了探讨和研究。
对于一个通信系统的研究，首先要进行建模和仿真，从理论层面上分析该系统的大致性能和现实可行性。
论文在给出了高速0-OFDM通信系统的设计方案的基础上，基于MATLAB建立了O-OFDM光纤通信系统的简单模型，并分析了实现过程中的有限字长效应、定时同步、偏振模色散等因素对O-OFDM光纤通信系统的性能影响;在这些理论分析的基础上，给出了一套高速O-OFDM光纤通信系统的实现方案。
在O-OFDM系统的电信号处理部分，OFDM调制解调的实现是关键部分，而OFDM调制解调就是输入数据信号的快速傅里叶(逆)变换(IFFT-FFT)运算。
在64点IFFT-FFT运算实现时，基于Quartus2设计了64点IFFT核和FFT核模块，并对模块进行了功能和时序仿真验证。
该OFDM调制解调模块运算效率很高，可达到最大11.7G·S/S(吉符号每秒)的数据吞吐量，运用该工FFT核实现的O-OFDM 光纤通信系统理论上可完成最大46.8Gbit/S的传输容量。
由于人们对通信系统的传输容量的需求越来越大，研究者正努力提高O-OFDM 光纤通信系统的传输速率。
本文对提高O-OFDM光纤通信系统的传输容量提出了一些可行的方案，如采用光波分复用技术、光偏振复用技术和增加子载波传输个数等，并对这些方案进行了简单的介绍。
OFDM基带系统仿真及频谱特性分析
白噪声下OFDM调制解调基带系统仿真一、实验要求1、信噪比 2~14dB，步进2dB2、误码率性能<10-43、仿真分析OFDM信号的功率谱特性二、实验程序流程图和程序本实验中只进行了OFDM基带的系统设计仿真，分别采用了16QAM和QPSK两种方式进行映射和逆映射，OFDM基带系统程序流程图如图1所示：图1 OFDM基带系统程序流程图实验程序：1、QPSK映射程序function [out_message]=QPSK(Sig)[a1,b1]=find(Sig(:,1)==0&Sig(:,2)==0); out_message(a1)=-1-j;[a2,b2]=find(Sig(:,1)==0&Sig(:,2)==1);out_message(a2)=-1+j;[a3,b3]=find(Sig(:,1)==1&Sig(:,2)==0);out_message(a3)=1-j;[a4,b4]=find(Sig(:,1)==1&Sig(:,2)==1);out_message(a4)=1+j;end2、QPSK逆映射程序function [out_symbol,out_bit]=DeQPSK(Sig_noise)m1=find(angle(Sig_noise)<=pi/2&angle(Sig_noise)>0);out_symbol(1,m1)=1+j; out_bit(m1,1)=1; out_bit(m1,2)=1;m2=find(angle(Sig_noise)>pi/2&angle(Sig_noise)<=pi);out_symbol(1,m2)=-1+j; out_bit(m2,1)=0; out_bit(m2,2)=1;m3=find(angle(Sig_noise)>-pi&angle(Sig_noise)<=-pi/2);out_symbol(1,m3)=-1-j; out_bit(m3,1)=0; out_bit(m3,2)=0;m4=find(angle(Sig_noise)>-pi/2&angle(Sig_noise)<=0);out_symbol(1,m4)=1-j; out_bit(m4,1)=1; out_bit(m4,2)=0;end3、复高斯白噪声程序function [sig_noise,snr_dB] = fu_awgn (Sig,SNR,Num_signal)L_SNR = 10.^(SNR/10); % 转换为线性信噪比Eb = sum(abs(Sig).^2)/Num_signal; % 每比特的能量N0 = Eb/L_SNR; % 噪声功率谱密度noise_R1 = randn(1,length(Sig)); % 实际产生均值为0，方差为1的随机高斯序列，功率谱密度是1noise_R2 = noise_R1-mean(noise_R1); % 让均值再更接近0noise_R3 = noise_R2./std(noise_R2); % 标准差归一化让均值等于0 noise_R = noise_R3*sqrt(N0/2); % 使得功率谱密度是N0/2noise_I1 = randn(1,length(Sig)); % 实际产生均值为0，方差为1的随机高斯序列，功率谱密度是1noise_I2 = noise_I1-mean(noise_I1); % 让均值再更接近0noise_I3 = noise_I2./std(noise_I2); % 标准差归一化让均值等于0 noise_I = noise_I3*sqrt(N0/2); % 使得功率谱密度是N0/2x = noise_R + j*noise_I; % 生成复噪声sig_noise = Sig+x; % 此时加入的就是Eb/N0snr=sum(abs(Sig).^2)/sum(abs(x).^2);snr_dB=10*log10(snr); % 实际加入的信噪比SNRend4、主程序（求误比特率曲线）%% OFDM基带系统clear all;close all;clc%% 参数设置N = 256; % fft点数Num_carriers = 256; % 载波数length_symbol =10000; % 符号长度bit_num = Num_carriers*length_symbol*M; % 数据个数Pe_check = [];for SNR = 2:2:14 % 输入信噪比%% 产生基带数据信号Sig= randi([0 1],1,bit_num);%% QPSK调制Sig =reshape(Sig,2,bit_num/2)'; %QPSK映射[out_message]=QPSK(Sig);%% 串并转换Sig__modulation = reshape(out_message,Num_carriers,length_symbol);%% 插值interp_Sig_modulation = [Sig__modulation(1:Num_carriers/2,:);zeros(N-Num_carriers,length_symbol);Sig__modulation(Num_carriers/2+1:Num_carriers,:)]; %% ifftifft_message = ifft(interp_Sig_modulation,N);% 求PSDfft_ps_ifft_message = fftshift(fft(ifft_message,1024));PSD_message =10*log10(abs(fft_ps_ifft_message).^2/max(abs(fft_ps_ifft_message).^2));f1 = (0:length(PSD_message)-1)/length(PSD_message);figure(1)plot(f1,PSD_message);hold on ;plot(0:1/N:1, 0, 'r*');axis([0 1 -400]);xlabel('归一化频率');ylabel('归一化功率');title('OFDM信号功率谱')%% 加入复高斯白噪声Re_message = reshape(ifft_message,1,N*length_symbol);[sig_noise,snr_dB] = fu_awgn (Re_message,SNR,length(Re_message));%% 并串转换ps_sig_noise = reshape(sig_noise,N,length_symbol);fft_Re_message = fft(ps_sig_noise,N);%% 抽值samp_fft_Re_message =[fft_Re_message(1:Num_carriers/2,:);fft_Re_message(Num_carriers/2+1:Num_carriers,:) %% QPSK解调samp_fft_Re_message =reshape(samp_fft_Re_message,1,Num_carriers*length_symbol);[out_symbol,out_bit]=DeQPSK(samp_fft_Re_message); % QPSK逆映射[resum,ratio1]=symerr(Sig,out_bit);Pe = ratio1;Pe_check = [Pe_check,Pe];endSNR = 2:2:14;figuresemilogy(SNR,Pe_check,'-kd');xlabel('信噪比/dB');ylabel('误比特率');axis([2 14 1e-6 1]);5、主程序（绘制功率谱和频谱）%% OFDM基带系统clear all;close all;clc%% 参数设置N = 64; % fft点数Num_carriers = 32; % 载波数length_symbol =100; % 符号长度M = 2;bit_num = Num_carriers*length_symbol*M; % 数据个数%% 产生基带数据信号Sig= randi([0 1],1,bit_num);%% QPSK调制Sig =reshape(Sig,2,bit_num/2)'; %QPSK映射[Sig_modulation]=QPSK(Sig);%% 串并转换Sig_modulation = reshape(Sig_modulation,Num_carriers,length_symbol);%% 插值interp_Sig_modulation_psd = [Sig_modulation(1:Num_carriers/2,:);zeros(N-Num_carriers,length_symbol);Sig_modulation(Num_carriers/2+1:Num_carriers,:)]; %求功率谱插值Sig_modulation = [Sig_modulation';zeros(length_symbol,Num_carriers)];%每隔一个信道插值一个符号长度的0；此时得到的频谱不正交interp_Sig_modulation =reshape(Sig_modulation,length_symbol,2*Num_carriers)';%% ifftifft_message = ifft(interp_Sig_modulation_psd,N);% 求PSDfft_ps_ifft_message = fftshift(fft(ifft_message,1024));PSD_message =10*log10(abs(fft_ps_ifft_message).^2/max(abs(fft_ps_ifft_message).^2));f1 = (0:length(PSD_message)-1)/length(PSD_message);figure(1)plot(f1,PSD_message)hold onplot(0:1/N:1, 0, 'r*')axis([0 1 -40 0]);xlabel('归一化频率');ylabel('归一化功率谱');title('OFDM符号功率谱')%求频谱fft_ps_ifft_message1 = fftshift(interp_Sig_modulation(:,1),2048); %进行了插值fft_ps_ifft_message2 = fftshift(Sig_modulation(:,1),2048); %未进行插值f1 = (0:length(fft_ps_ifft_message1)-1)/length(fft_ps_ifft_message1);f2 = (0:length(fft_ps_ifft_message2)-1)/length(fft_ps_ifft_message2);figure(2)subplot(211)plot(f1,abs(fft_ps_ifft_message1)/max(abs(fft_ps_ifft_message1)));axis([0 1 0 1.2]);xlabel('归一化频率');ylabel('归一化频谱');title('一倍插值后的OFDM符号频谱')subplot(212)plot(f2,abs(fft_ps_ifft_message2)/max(abs(fft_ps_ifft_message2)));axis([0 1 0 1.2]);xlabel('归一化频率');ylabel('归一化频谱');title('未插值的OFDM符号频谱')三、实验结果1、OFDM基带系统误比特曲线Image图2 采用QPSK映射时OFDM基带系统的误比特曲线2、OFDM信号功率谱Image图3 OFDM信号功率谱(64点fft)3、OFDM信号频谱Image图4 OFDM符号的频谱四、总结本实验只进行了OFDM基带调制解调系统的设计仿真，数字信号的映射和逆映射采用的是QPSK调制方式，得到了OFDM基带系统的误比特性能曲线以及OFDM信号的功率谱和OFDM符号的频谱，从得到的仿真结果来看，在信噪比等于14dB的时候系统的误比特率小于10-4 ，符合设计要求。
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4 系统仿真与性能分析4.1 仿真参数设置结合OFDM调制解调系统原理图与仿真流程图，基于MATLAB软件平台，设置系统仿真参数，如表4-1所示：由OFDM系统原理和仿真流程可知，由信源产生一个待传输的二进制随机信号。
此处，我们以QPSK调制为例，根据表4-1设置的系统默认仿真参数，子载波数目1024个，每个子载波中OFDM符号数为50个，每OFDM符号数所含的比特数为2 bit，信噪比（SNR）为2 dB，经过运算、取整等操作，可产生一组包含20000（子载波数⨯符号数/载波⨯位数/符号）个由0和1构成的一维随机二进制数组，即待传信号，截取待传信号的前101（0—100）个码元，其对应的波形与经过OFDM系统传输、解调还原后所得到的信号波形，如图4-1所示：图4-1 待传输信号与解调还原信号对比图由图4-1可知，经过系统发送、传输、解调过后的信号经过并串变换后，还原后所得到的信号与原信号相比，存在数据出错的情况，即产生误码，此时的误码率如图4-3所示：图4-2 默认参数下QPSK调制的系统误码率误码率（SER）是衡量数据在规定时间数据传输精确性的指标。
即，数据经过通信信道传输以后，接收端所接收到的数据与发送端发送的原始数据相比，发生错误的码元个数占发送端发送的原始数据的总码元个数之比，误码率的计算公式如下所示：误码率=错误码元数/传输总码元数一个通信系统在进行数据传输时的误码率越小，则说明该通信系统的传输精确度越高。
4.2 OFDM系统仿真实现以QPSK调制为例，系统的仿真参数为默认值。
即，子载波数目1024个，每个子载波中OFDM符号数为50个，每OFDM符号数所含的比特数为2 bit，信噪比（SNR）为2 dB。
4.2.1 待传信号与还原信号图4-3 待传信号与还原信元波形由仿真参数默认值及仿真程序，信源产生的随机序列的长度为20000（子载波数⨯符号数/载波⨯位数/符号），大小介于0到 1之间，经过取整后即得到长度为20000，大小为0或1的待发送的一维随机二进制数组。
将待传信号通过发送端输入OFDM系统，通过系统传输后，到达接收端，还原后得到的一组二进制数组即为完成OFDM调制解调和传输的信号。
4.2.2 发送端OFDM载波幅度谱和相位谱图4-4 OFDM载波幅度谱与相位谱待传信号经过OFDM系统发送端输入系统后，经过QPSK调制产生调制信息，通过串/并变换后加入子载波，再通过快速傅里叶逆变换（IFFT）生成OFDM符号，其载波幅度谱和相位谱如图4-3所示。
在OFDM调制解调系统中，若在IFFFT间隙的子载波都存在整数个周期，则子载波之间完全正交。
然而，当出现频偏时，IFFFT间隙的子载波周期个数不再是整数倍，从而导致载波间干扰的产生。
4.2.2 分离的OFDM符号子载波波形图4-5 分离的OFDM符号子载波时域波形如图4-5表示一个符号周期的OFDM符号的子载波波形，子载波之间相互正交，是OFDM正交性根本体现。
在时间间隔t，每一个子载波恰好有整数个周期，即每一个子载波的频率是基本频率的整数倍，在一个符号周期，两个相邻子载波的周期数相差一个周期，两者之间相互正交，保证了每一个子载波都能够被单独的接收并且独立的解调，而不受其他载波的干扰影响。
4.2.2 OFDM信号功率密度谱图4-6 载波数200的OFDM信号频谱密度谱如图4-6所示，子载波个数为200的OFDM符号的功率密度谱，图中横轴表示归一化频率，纵轴表示归一化幅度衰减(单位：dB)。
我们知道，OFDM符号功率密度谱下降速度，随着OFDM子载波个数的增加而增快。
为加速OFDM信号功率谱带外衰减部分的下降，通常采取对每个OFDM时域符号加窗的方式，使OFDM符号周期边缘的幅度值逐渐过渡到零，这与成型滤波的原理相似。
成型滤波是在频域加平方根升余弦窗，降低时域信号的拖尾振荡，而OFDM符号则是在时域加升余弦窗，降低频域信号拖尾振荡，使带外衰减速度加快。
4.2.2 接收端OFDM载波幅度谱和相位谱图4-7 OFDM载波幅度谱和相位谱OFDM信号通过信道传输后，到达接收端，在接收端经过串并变换和快速傅里叶变换，得到并行的频域的OFDM符号，其幅度谱和相位谱如图4-7所示。
4.3仿真性能分析4.3.1 在不同调制方式下，系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系1.OFDM系统在QPSK调制方式下系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线：SNR(dB) 1 2 3 4 5 6 7 8BER（%）42 14.29 10.17 6.69 4.63 2.09 01.36 0.37 0.14 SNR(dB)9 10 11 12 13 14 15 16BER（%）0. 0.005 0 0 0 0 0 0由表4-2中数据可绘制出系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线如下图所示：图4-8 系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线2.OFDM系统在BPSK调制方式下系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线：SNR(dB) 1 2 3 4 5 6 7 8 BER（%）SNR(dB)9 10 11 12 13 14 15 16 BER（%）由表4-3中数据可绘制出系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线如下图所示：图4-9 系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线由上面的误码率曲线图可以看出，在系统参数一致的情况下，对OFDM系统分别进行QPSK和BPSK两种调制，随着系统信噪比的不断增大，系统误码率在不断的减小，当信噪比达到某一临界值时，系统误码率达到零值。
因为伴随系统信噪比的增加，系统噪声功率有所下降，因而误码率也随之下降。
由于多径效应引起的频率选择性衰落，对系统误码率产生了很大的影响，严重影响了OFDM系统性能，对QPSK调制的影响尤为明显。
故而，BPSK调制方式的系统性能好于QPSK调制方式。
3.OFDM系统在16QAM调制方式下系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线：由表4-4中数据可绘制出系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线如下图所示：图4-10 系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线4.OFDM系统在64QAM调制方式下系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线：由表4-5中数据可绘制出系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线如下图所示：图4-11 系统误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系曲线由上面的误码率曲线图可以看出，在系统参数相同的情况下，对OFDM系统分别进行16QAM和64QAM两种调制，随着系统信噪比的不断增大，系统误码率在不断的减小，而随信噪比的进一步增大，误码率也越来越小，当信噪比达到某一临界值时，系统误码率达到零值。
当信噪比相同时，16QAM调制的误码率明显比64QAM调制的误码率低，并且16QAM调制方式的性能也明显好于64QAM调制方式。
综上所述以及系统误码率曲线可以看出，在相同信噪比条件下，采用BPSK和QPSK 调制方式比采用16QAM和32QAM调制方式的系统误码率要小。
但MPSK调制在性能方面却不如QAM调制，尤其当M比较大的时候，这种差异尤为明显。
若把每个子载波所包含的比特数量限制在4 bit之，MPSK调制性能较好。
矩形QAM信号星座具有容易产生的独特优点，并且，相对容易解调。
总之，在系统性能上QAM调制优于MPSK调制。
而在系统误码率方面，相同信噪比条件下，QAM调制下的系统误码率大于MPSK调制。
4.3.2系统误码率(BER)与信号帧长度的关系由仿真程序可知，信源产生的二进制随机序列的长度=（子载波数⨯符号数/载波⨯位数/符号），故，可以通过改变系统子载波数或每个载波所包含的符号数来达到改变信号帧长度的目的，并且保持其他条件不变，观察系统误码率（BER）与信号帧长度的关系。
1.系统误码率（BER）与子载波个数的关系曲线：10 30 50 70 90 110 130 150子载波个数BER（%）0 0 0 0.0286 0.1000 0.2818 0.6923 0.9400 170 190 210 230 250 260 280 300子载波个数BER（%） 1.5824 1.9526 2.7619 3.7609 3.8667 4.5731 5.1357 6.2767 由表4-6中数据可绘制出系统误码率（BER）与信号帧长度（子载波个数）关系曲线如下图所示：图4-12 系统误码率（BER）与信号帧长度（子载波个数）关系曲线2.系统误码率（BER）与每个载波所包含的符号数的关系曲线：10 20 30 40 50 60 70 80符号数/载波BER（%） 02．3750 2.025 2.675 3.025 2.7250 2.6958 2.4607 2.415690 100 110 120 130 140 150 160符号数/载波BER（%） 2.4889 2.6325 2.4409 2.3042 2.5904 2.5196 2.4225 2.4875 由表4-7中数据可绘制出系统误码率（BER）与信号帧长度（子载波个数）关系曲线如下图所示：图4-12 系统误码率（BER）与信号帧长度（子载波个数）关系曲线结论（宋体小三加粗居中段前段后1行）（容宋体小四首行缩进2字符）XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 致谢（宋体小三加粗居中段前段后1行）（容宋体小四首行缩进2字符）XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX注释（宋体小三加粗居中段前段后1行）[1] XXXXXXXXXXXX（宋体小四）[2] XXXXXXXXXXXX......参考文献（宋体小三加粗居中段前段后1行）（容宋体小四）参考文献按在正文中出现的顺序列于文末，请采用 GB7714 － 87 《文后参考文献著录规则》的新规定，其中包括作者、书名 / 文章名、（需要加城市名）/ 刊名、出版年份 / 刊发卷期、起止页码。
其中：专著 [M] 、期刊文章 [J] 、报纸文章 [N] 、论文集 [C] 、学位论文 [D] 、报告 [R] 、析出文献 [A] 、未说明的文献 [Z] 。
体例如下：附录（宋体小三加粗居中段前段后1行）（容宋体小四首行缩进2字符）XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX（列示有参考价值但不宜放在正文中的容，如公式的推演、编写的算法语言等。
如有多个附录，应以A、B等编号，例：附录A。
）。