Wireless-MAN OFDM系统在多径衰落信道下的性能分析
基于MMSE的无线OFDM系统信道估计算法
出一种基于最小均方误差 （ ＭＭＳ Ｅ ） 的无线 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 系统 信道估计 方法 。实验表 明 ， 在相 同信噪 比（ Ｓ Ｎ Ｒ） 下， 采用最小 均方 误差 ＭＭＳ Ｅ算法 的误 码率 比传 统 的最小 平 方 Ｌ ｓ算法 的误 码率 小 １个数 量 级 ， 采 用 ＭＭＳ Ｅ算法有效地提高 了无线 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 系统信道估计性能 。
基于 Ｍ ＭＳ Ｅ的无 线 ＯＦ Ｄ Ｍ 系统 信 道 估 计 算 法
隋 吉生 ， 赵 亮 ， 王 圣达 ， 付 洋 洋２
（ １ ． 吉林省 电力有 限公 司， 长春 １ ３ ０ ０ ２ １ ； ２ ． 东北 电力大学 信息工程学院 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ １ ２ ）
摘
要： Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 作为一种多载 波调 制技术具 有很强的抗衰落能力 ， 广 泛用 于无 线通信领域。同时提
真 结果 比较 两 种信 道估 计算 法 的性 能 。
１ 无线 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 系统模 型
正 交频 分 复用 （ Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ） 技 术 是一 种 高效 的数 字传输 技术 ， 它 可 以被看 作是 一 种 调制 技 术 ， 也可 以被
看做是一种复用技术。具有较高的频谱利用率 、 功率利用率 、 优 良的抗窄带干扰和抗 多径衰落能力等
２ ． ２ ＭＭＳＥ信道 估计
图 ２ 信道估计 系统模 型
检测出发送信息 ａ ， 此外 ， 检测器还需要信道矢量 矗 ， 这需要用信道估计算法得到。
最小均方误差估计简称 Ｍ Ｍ Ｓ Ｅ估计 ， 原理是通过求得一个合适 的信道冲击 响应 （ Ｃ Ｉ Ｒ ） ， 使得通过 Ｃ Ｉ Ｒ计 算 出的接 收数 据与实 际数 据 的误差 的均 方 和最小 ＿ ５ ］ 。 引用 Ｌ ｓ 算法符号定义 ， 由Ｍ Ｍ Ｓ Ｅ准则 ， 子载波传输 函数 ＭＭ Ｓ Ｅ （ 最小均方 ） 估计值为 ：
mimo-ofdm系统中信道估计与迭代干扰消除方法分析
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近年来，随着通信技术的不断发展及通信业务需求的不断增长，人们对无线通信系统的要求也越来越高。
现有的通信系统主要是以CDMA（Code Division Multiple Access）为核心技术的第三代移动通信系统（3G, 3 Generation），早已不能满足人们对高质量、高速率通信的需求，未来新一代移动通信系统已经成为研究的热点。
4G系统将以正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing）和多输入多输出（MIMO, Multiple Input and Multiple Output）为核心技术。
OFDM多载波传输技术与MIMO多天线空间分集技术结合产生的MIMO-OFDM技术能够大幅度提高通信系统容量，并有效抵抗衰落影响，将成为未来新一代移动通信的关键技术。
无线通信系统的性能主要受到无线信道的制约。
发射机与接收机之间由于受到建筑物，山脉等障碍物阻挡，传播路径非常复杂，具有很大的随机性。
因此，能否合理估计从发送天线到接收天线之间的信道频率响应，是提高系统性能的关键。
本文围绕MIMO-OFDM系统信道估计技术，深入研究基于训练序列的信道估计方法以及一种基于Kullback-Leiblers（K-L）距离最小化的干扰消除迭代接收算法。
本文首先简要介绍无线移动通信信道，包括三类损耗、四类效应和宽带衰落信道模型。
在此基础上围绕MIMO-OFDM系统进行研究，从背景知识、基本原理、信道模型和关键技术等几个方面分别详细分析MIMO系统、OFDM 系统和MIMO-OFDM系统。
在MIMO-OFDM系统中信道估计技术占据着举足轻重的地位，是研究的热点。
然后，在前面研究的基础上本文重点研究信道估计中的基于训练序列的信道估计方法，分析了传统的最小二乘（LS, Least Square）信道估计方法和最小均方误差（MMSE, Minimum Mean Square Error）信道估计方法，对其进行仿真并与理想信道估计曲线比较。
无线信道多径衰落的仿真
移动无线信道多径衰落的仿真摘要在移动通信迅猛发展的今天，人与人的交流越来越多的依赖于无线通信。
而无线信道的好坏直接制约着无线通信质量的提高，因此对无线信道的研究有利于提高通信传输速率。
本次课程设计用simulink对移动无线信道多径衰落特性进行了仿真，并且和理想传输环境下的情况进行比较得出了结论。
关键词：移动通信；无线信道；频率选择性衰落；多径传播移动通信是指双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传递的通信方式，是实现通信理想目标的重要手段。
移动通信满足了人们在任何时间任何空间上通信的需求，同时，由于集成电路、计算机和软件工程的迅速发展为移动通信的发展提供了技术支持，移动通信的发展速度远远超过了人们的预料。
移动通信追求在任何时间任何地方以任何方式与任何人进行通信，也就是移动通信的理想境界——个人通信。
要实现这个理想，高效率、高质量是前提。
所以，除了研究发射机接收机可以达到目的外，对于无线信道的研究更为重要。
无线信道的好坏直接影响无线通信的质量和效率，对无线信道建立数学模型是一种科学的研究方法，通过建模可以了解影响信号传输质量的因素以及解决的方法。
无线信道中，小尺度衰落占有重要地位，所以，研究小尺度衰落的特性和建模方法对于无线信道的研究具有重大意义。
第1章移动通信概述 (1)1.1移动通信的发展史 (1)1.2移动通信的特点 (2)第2章无线信道的概念和特性 (3)2.1 无线信道的定义 (3)2.2 无线信道的类型 (4)2.3 无线移动信道的概念 (5)2.4 移动信道的特点 (5)第3章调制解调 (7)第4章系统仿真及结果分析 (8)4.1 QPSK 调制解调系统的仿真 (8)4.2 利用Matlab研究QPSK信号 (10)总结 (14)参考文献 (15)附录一： (16)附录二： (18)第1章移动通信概述1.1移动通信的发展史移动通信的发展大致经历了以下几个发展阶段：1．20世纪20～30年代：警车无线电调度电话（AM调幅），使用频率为2 MHz。
MIMO-OFDM系统在选择性衰落信道下的容量分析
（+）
( * (,， 考虑各个路径 - 是第 ( 条路径上从第 , 个发送天线到第 - 个接收天线的信道冲激响应 . * ,， - 是一个随机过程，
是独立的 ,-./0123 衰落的情况， 则 * (,， 由 " ( 的第 , 列构成的相关矩阵： - 是一个均值为零的复高斯随机变量，
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（A）
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多径衰落信道下的OFDM时频联合同步算法
多径衰落信道下的OFDM时频联合同步算法刘晶;熊春林;魏急波【摘要】符号定时和载波频率偏差将严重影响OFDM系统的性能.基于具有重复结构的CAZAC序列,提出了一种仅利用一个CAZAC符号实现符号定时、整数倍频偏与小数倍频偏估计的同步算法.这种算法在完成粗定时同步的同时得到整数倍频偏估计,然后根据整数倍频偏估计值对定时估计进行修正,最后完成小数倍频偏估计.分析与仿真结果表明,该算法相对经典算法,不但提高了传输效率,还显著改善了OFDM系统的定时与频偏估计性能,相比CAZAC序列算法,提升了多径信道下的同步性能.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2015(048)004【总页数】6页(P386-391)【关键词】正交频分复用;符号定时偏差;载波频率偏差;多径衰落信道【作者】刘晶;熊春林;魏急波【作者单位】国防科学技术大学电子科学与工程学院通信工程系,湖南,长沙410073;国防科学技术大学电子科学与工程学院通信工程系,湖南,长沙410073;国防科学技术大学电子科学与工程学院通信工程系,湖南,长沙410073【正文语种】中文【中图分类】TN92正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是WLAN、4G-LTE[1]等宽带无线通信系统的物理层核心技术之一。
OFDM技术具有抗频率选择性衰落、频谱利用率高和抗窄带干扰的优点，但是对符号定时和载波频率偏差比较敏感。
在宽带无线通信系统中，符号定时和载波频率偏差将引入符号间干扰(Inter Symbol Interference，ISI)和子载波间干扰(Inter Carrier Interference，ICI)，导致系统性能急剧下降。
因此，进行精确的时偏和频偏估计与补偿显得尤为重要。
针对OFDM时偏和频偏估计问题，近年来进行了广泛深入地研究，提出了多种估计算法[2-8]。
文献[2]提出利用两个相同训练序列估计频偏的频域同步算法，频偏估计精度高，但估计范围不大于0.5个子载波间隔。
基于DCO-OFDM的无线光通信系统性能分析
基于DCO-OFDM的无线光通信系统性能分析【摘要】本文基于DCO-OFDM技术，针对无线光通信系统进行了性能分析。
在阐述了研究背景、研究目的和研究意义。
在正文中，首先介绍了DCO-OFDM技术的原理，然后设计了无线光通信系统架构，建立了性能分析模型，进行了仿真实验结果分析，并探讨了系统性能优化方案。
结论部分总结了基于DCO-OFDM的无线光通信系统性能分析，展望了未来研究方向。
本研究对无线光通信系统的发展具有重要意义，为提高系统性能和优化设计提供了有效方法和指导。
【关键词】无线光通信、DCO-OFDM、性能分析、系统架构、模型建立、仿真实验、性能优化、总结、展望1. 引言1.1 研究背景DCO-OFDM是一种新型的调制技术，它能够有效地提高系统的性能，并且具有较好的抗干扰能力。
将DCO-OFDM技术应用于无线光通信系统中，有望提高系统的传输速率、降低系统复杂度，并且提高系统的稳定性。
为了更好地探讨基于DCO-OFDM的无线光通信系统的性能，有必要进行相关研究和分析。
本文旨在通过对基于DCO-OFDM的无线光通信系统进行性能分析，探讨系统的优化方案，为无线光通信技术的进一步发展提供理论支持和实践指导。
通过本研究，可以更好地解决无线光通信系统中存在的问题，促进该技术在实际应用中的推广和应用。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨基于DCO-OFDM的无线光通信系统在实际应用中的性能表现和优化方案，从而提高系统的传输效率和可靠性。
通过对系统性能进行全面分析和评估，可以为未来无线光通信系统的设计和优化提供重要参考，促进该领域的研究和发展。
通过本研究的实验结果分析和性能优化方案探讨，可以为工程实践中的无线光通信系统实现提供指导，进一步推动无线通信技术的发展和应用。
本研究旨在为DCO-OFDM技术在无线光通信系统中的性能分析和优化提供具体且有实际意义的研究成果，为相关领域的研究工作者和工程师提供有益的参考和借鉴。
毕业论文：OFDM通信系统抗多径衰落性能仿真
OFDM 通信系统抗多径衰落性能仿真陈晓炜王家慧谢丽惠摘要：正交频分复用（OFDM ）是第四代移动通信的核心技术。
本文先简要介绍了OFDM的基本原理，然后进行了OFDM 添加循环前缀后可以抗多径干扰的数学推导，在给出OFDM 系统模型的基础上，用MA TLAB 语言对系统进行了仿真。
最后给出不同信道下，循环前缀、均衡技术对系统误码率影响的比较曲线，并得出结论。
关键词：正交频分复用，仿真，循环前缀，均衡Simulation of OFDM communication systemanti-multipath-degradation performanceCHEN Xiao-wei, WANG Jia-hui, XIE Li-huiAbstract : OFDMis the key technology of 4G mobile communication. In this article OFDMb asic principle is briefly introduced. Then, a mathematical derivation is given to reveal the influence of CP on the system. Based on the given system model, OFDMs ystem is computer simulated with MATHLAB language. Finally, the BER curves of CP and equalizer are given and compared. A conclusion is done at last.Keyword: OFDM, simulation, CP, equalizer背景现代移动通信的技术发展趋势之一是移动宽带化，移动系统的宽带接入基本上是发生在靠近用户的最后一公里内，这个范围内的无线信道环境是很恶劣的，会存在多径传输以及由此引发的时间色散效应。
无线衰落信道、多径与OFDM、均衡技术
无线衰落信道、多径与OFDM、均衡技术(2012-08-30 14:14:43)转载▼标签：杂谈参见张贤达通信信号处理。
OFDM移动通信技术原理与应用，移动通信原理吴伟陵目录无线信道的传播特征无线信道的大尺度衰落阴影衰落无线信道的多径衰落多径时延与与叠加后的衰落频率选择性衰落和非频率选择性衰落符号间干扰ISI的避免多径信号的时延扩展引起频率选择性衰落，相干带宽=最大时延扩展的倒数无线信道的时变性以及多普勒频移多普勒效应时变性、时间选择性衰落与多普勒频移相干时间与多径OFDM对于多径的解决方案多径信号在时域、频域的分析思考1，多径信号是空间上的多个不同信号。
各参数应分别从时域、频率进行考察。
2，符号间干扰ISI是时域的概念，时延、多径均影响了ISI3，信道间干扰ICI是频域的概念，时延、多径均影响了ICI4，时延、多普勒频移分别对应于：频率选择性衰落、时间选择性衰落，它们具有对偶性质多径对信号频谱的影响，OFDM如何抗多径GSM中的自适应均衡技术无线信道的传播特征与其他通信信道相比，移动信道是最为复杂的一种。
电波传播的主要方式是空间波，即直射波、折射波、散射波以及它们的合成波。
再加之移动台本身的运动，使得移动台与基站之间的无线信道多变并且难以控制。
信号通过无线信道时，会遭受各种衰落的影响，一般来说接收信号的功率可以表达为：其中d表示移动台与基站的距离向量，|d|表示移动台与基站的距离。
根据上式，无线信道对信号的影响可以分为三种：（1）电波中自由空间内的传播损耗|d|-n ，也被称作大尺度衰落，其中n一般为3～4；（2）阴影衰落S(d)表示由于传播环境的地形起伏，建筑物和其他障碍物对地波的阻塞或遮蔽而引起的衰落，被称作中等尺度衰落；（3）多径衰落R(d)表示由于无线电波中空间传播会存在反射、绕射、衍射等，因此造成信号可以经过多条路径到达接收端，而每个信号分量的时延、衰落和相位都不相同，因此在接收端对多个信号的分量叠加时会造成同相增加，异相减小的现象，这也被称作小尺度衰落。
MIMO-OFDM无线通信系统中迭代检测技术研究的开题报告
MIMO-OFDM无线通信系统中迭代检测技术研究的开题报
告
引言：
在无线通信中，MIMO-OFDM 已被广泛应用，其可以通过使用多个天线和子载波来提高系统的性能，实现更高的数据速率和更好的频谱利用率。
然而，在 MIMO-OFDM 系统中的反演矩阵过程中，往往面临多径效应带来的干扰、频谱碎片化和对固定码的变化，导致了误码率的增加，而这些问题可以通过迭代检测技术来解决。
研究内容：
本文将研究MIMO-OFDM无线通信系统中迭代检测技术，以提高系统的误码率性能。
具体研究内容如下：
1. 对MIMO-OFDM系统进行建模，并分析其误码率。
2. 研究传统的检测算法，包括ZF检测，MMSE检测和ML检测，对比它们的性能。
3. 研究迭代检测技术，并分析其原理。
4. 提出一种基于迭代检测技术的优化算法，以提高系统的误码率性能。
5. 利用MATLAB进行仿真实验，验证所提出的算法的有效性和可行性。
预期成果：
通过对MIMO-OFDM无线通信系统中迭代检测技术的研究，预期达到以下成果：
1. 深入理解MIMO-OFDM系统中检测算法的工作原理和优化方法。
2. 提出一种基于迭代检测技术的新算法，实现更高的误码率性能。
3. 仿真实验结果验证了所提算法的有效性和可行性。
总结：
本文将研究MIMO-OFDM无线通信系统中迭代检测技术，以提高系统的误码率性能，预期得到一种可以实现更好性能的新算法。
同时，通过对所提算法的仿真实验验证，为现实中MIMO-OFDM无线通信系统的实际应用提供参考。
MIMO 多径衰落信道下的多载波混沌键控混沌通信
MIMO 多径衰落信道下的多载波混沌键控混沌通信王世练;胡登鹏;张智力;卢树军【摘要】为提高差分混沌键控的传输效率及其在衰落信道下的传输性能，提出了多载波混沌键控及类差分混沌键控检测方法，发射端每隔 M个 OFDM符号间隔插入由混沌参考信号构成的“导频”，在此间隔内其他 M－1个 OFDM符号即以此混沌参考信号生成的混沌键控信号，接收端提取“导频”并将之与其他 OFDM 符号进行相关积分，恢复出 M－1比特信息。
进一步给出了 MIMO 多径衰落信道下的多载波混沌键控分集发射与接收方法，发射端采用不同混沌信号以获得一定的发射分集增益，接收端不需要任何信道先验信息，对各天线的相关积分输出进行等增益合并，可获得空间分集增益和频域分集增益。
性能分析和计算机仿真表明，在“导频”插入间隔大于2的情况下，多载波混沌键控的功率效率大于差分混沌键控，且传输性能优于差分混沌键控。
%To improve the frequency efficiency and the transmission performance of differential chaos shift keying under wireless fading channel,a multi-carrier chaotic shift keying communication scheme is proposed.In each block size of MOFDMsymbols,one pilot OFDMsymbol inserted time-spaced in all-frequency is used to transmit the reference chaotic signal and the other M-1 OFDM symbols is used to transmit the information-bearing signals,which spread by the reference chaotic signal.At the receiver,a differential detector is constructed and the information bits from the correlations between the pilot OFDMsymbol and the other M-1 OFDMsymbols in each block size of Mare recovered.A multi-carrier chaotic shift keying transceiver under MIMO multipath fading channels with no channel state information is presented,in which a distinctchaotic sequence at each transmit antenna is used to spread the same data symbol and the detection statistics at each receive antenna are combined with equal gain for symbol detection.Both performance analysis and computer simulations show that multi-carrier chaotic shift keying outperforms differential chaos shift keying in additive white Gaussian noise channels with high bandwidth efficiency for the block size of M>2 and that multi-carrier chaotic shift keying achieves both spatial diversity gain and frequent diversity gain under MIMO multipath fading channels.【期刊名称】《国防科技大学学报》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P52-57)【关键词】多载波混沌键控;差分混沌键控;MIMO;空间分集;频率分集【作者】王世练;胡登鹏;张智力;卢树军【作者单位】国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙 410073;空军预警学院，湖北武汉 430000;国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙 410073;国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙 410073【正文语种】中文【中图分类】TN92混沌信号的宽频谱特性和良好的相关性使之被广泛应用于数字通信、保密通信、光通信、扩频通信等领域［1－3］，其中差分混沌键控(DifferentialChaos Shift Keying，DCSK)的鲁棒性好，接收端不需要混沌同步电路，且在多径衰落信道下传输可获得一定的时间分集增益［1，4－6］。
( MIMO-OFDM技术 -
MIMO-OFDM技术MIMO-OFDM技术1 MIMO技术无线通信的不可靠性主要是由无线衰落信道的时变和多径特性引起的，如何有效地对抗无线信道的衰落是高速移动通信必须要解决的问题。
在无线通信系统中提高信息传输可靠性的一种有效手段是采用分集技术，以多输入多输出（MIMO）技术为代表的空间分集技术是当前的优选方案之一。
MIMO的意思是Multiple Input Multiple Output，其原理为MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道。
任何一个无线通信系统，只要其发射端和接收端均采用了多个天线或者天线阵列，就构成了一个无线MIMO系统。
MIMO技术是现代通信的一大突破，该技术提供了解决未来无线网络传输瓶颈的方法。
MIMO技术的核心思想是信号的空间-时间联合处理，即把数字信号固有的时间维度与多个空间分离天线带来的空间维度联合起来。
在某种意义上，MIMO技术也可以看作是传统智能天线技术的扩展。
1.1 概述联合考虑发送分集和接收分集就构成了多输入多输出（MIMO，Multi-Input Multi-Output）系统，该系统能够获得更大的分集增益。
MIMO系统的重要特征是能够利用无线通信的多径传播特性来提高系统的性能，即能够有效地利用无线链路中的随机衰落和延迟扩展特性来成倍地提高传输的速率或可靠性。
1.2 分集技术为了保证无线通信的可靠传输，主要用于补偿信道衰落损耗的分集技术是其中一种十分有效的方法。
分集技术，是指在通信的过程中，系统要能够提供发送信号的副本，使得接收机能够获得更加准确的判断。
根据获得独立路径信号的方法的不同可以分为时间分集、频率分集和空间分集等。
其中，空间分集技术没有时延和环境的限制，能够获得更好的系统性能，可以分为接收分集和发射分集。
传统的空间分集主要是接收分集，在这种接收方式中接收机对它收到的多个衰落特性相互独立但携带同一信息的信号进行特定的处理，以降低信号电平的起伏，这样显然会导致接收机的复杂度增加。
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。
MIMO与OFDM：无线局域网核心技术分析-电脑资料
MIMO与OFDM：无线局域网核心技术分析-电脑资料MIMO技术与OFDM技术相结合被视为下一代高速无线局域网的核心技术，。
本文全面分析了MIMO与OFDM技术在无线局域网中的应用，探讨了MIMO、OFDM中的关键技术，并展望了其发展前景。
1.引言无线通信作为新兴的通信技术在日常生活中的作用越来越大。
近年来，无线局域网技术发展迅速，但无线局域网的性能、速度与传统以太网相比还有一定距离，因此如何提高无线网络的性能和容量日益显得重要。
目前，IEEE802.11已成为无线局域网的主流标准。
1997年802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑，它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。
其定义了单一的MAC层和多样的物理层，先后又推出了802.1lb，a和g物理层标准。
802.1lb使用了CCK调制技术来提高数据传输速率，最高可达11Mbit/s。
但是传输速率超过11Mbit/s，CCK为了对抗多径干扰，需要更复杂的均衡及调制，实现起来非常困难。
因此，802.1l工作组为了推动无线局域网的发展，又引入0FDM调制技术。
最近，刚刚正式批准的802.1lg标准采用OFDM技术，和802.1la一样数据传输速率可达54Mbit/s。
另外，IEEE802.1la运行在5GHz的UNII频段上，采用OFDM技术。
但是，它不能兼容IEEE802.11b的产品，对于现在市场上占统治地位的IEEE802.11b来说，不能兼容就意味着推广存在着巨大的困难;其次，由于无线电波传输的特性，在5GHz上运行的IEEE802.1la覆盖范围相对较小。
IEEE802.11g工作在2.4GHz频段上，能够与802.1lb的WIFI系统互相连通，共存在同一AP的网络里，保障了后向兼容性。
这样原有的WLAN系统可以平滑地向高速无线局域网过渡，延长了IEEE802.1lb产品的使用寿命，降低用户的投资。
而对于今后要开展的在无线局域网中的多媒体业务来说，最高为54Mbit/s的数据速率还远远不够。
衰落信道中无线通信系统性能的分析与仿真资料
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2012年秋季学期通信系统综合训练题目：衰落信道中无线通信系统性能的分析与仿真专业班级：通信一班姓名：学号：指导教师：王惠琴成绩：摘要本文首先对64QAM调制解调系统的性能进行了简单的阐述和分析，再而对Simulink的概念及其功能做了一些讲解，同时也讲述了一些关于MATLAB7.9/Simulink4.0的工作原理。
最后利用Simulink对64QAM调制系统进行仿真,不但得到了信号在加噪前后的星座图、眼图，而且在加入高斯噪声条件下,得到了64QAM系统的误码率。
关键词：64QAM ；SIMULINK；仿真；误码率。
目录第一章绪论 (4)1.1 64QAM的研究 (4)1．2 SIMULINK (4)1.3 SIMULINK与通信仿真 (5)第二章64QAM通信系统 (6)2.1 64QAM通信系统基本模型 (6)2.2 64QAM通信系统的性能指标 (6)第三章 64QAM通信系统主要模块 (8)3.1 信源及其编译码 (8)3.2 基带信号处理 (8)3.3 调制与解调 (8)3.4 信道 (8)第四章 SIMULINK概述 (9)4. 1 SMULINK简介 (9)4.1.1 Simulink的启动 (9)4.1.2 Simulink的退出 (9)4.1.3 Simulink的基本模块 (10)4.2 模块的参数和属性设置 (10)4.2.1 模块的参数设置 (10)4.2.2 模块的属性设置 (10)4.2.3 系统的仿真 (10)第五章 64QAM调制解调系统实现 (12)5.1 64QAM 调制模块的模型建立与仿真 (12)5.1.1 信号源 (12)5.1.2 Hamming（汉明）码 (12)第六章 MATLAB对64QAM通信系统的仿真 (15)6.1 MATLAB主要模块及参数设置 (15)6.1.1信号源 (15)6.1.2基带信号处理 (15)6.1.3调制/解调 (16)6.1.4 其他模块参数设置 (16)6.1.5 信噪比--误码曲线实现程序如下。
多用户联合频谱感知在多种衰落信道中的性能分析
西 北 工 业 大 学 学 报
Ｊｕ ｎｌｏ ｒ ｗ ｓｅ Ｐ ｌｔｃ ｎｃｌＵｎｖ ｒｉ ｏ ｒａ ｆＮｏｔ ｅｔｍ ｏｙｅｈ ｉａ ｉｅｓｔ ｈ ｙ
Ａｐ ． ２０１ ｒ ０
第２ ８卷第 ２期
Ｖｏ． ８ １２ Ｎｏ ２ ．
多用 户 联 合 频 谱 感 知在 多种 衰 落 信 道 中 的 性 能 分 析
成干扰的前提下才能使用空闲频谱 。这就要求认知 用户能够准确迅速地检测到主用户的存在。所 以， 频 谱感知 （ｐｃｕ ｅｓ ｇ 就成 为认 知 无线 电中最 ｓｅｔ ｍ ｓｎｉ ） ｒ ｎ
为 关键 的技术 之一 。
众所周知 ， 无线信道具有衰落 、 阴影以及时变等 多 种特性 。因此 ， 无 线 信道 中进 行 频 谱 感 知就 变 在
认知无线 电技术作为软件 无线 电的进 一步延 伸， 被用 来解 决 目前 无 线 通 信 中存 在 的频 谱 资源 匮 乏 问题 】 。加 州 大 学 伯 克 利 分 校 的无 线 研 究 中 心 根 据实测 的实 验数 据 得 出 的研 究 报 告 显 示 ， 目前 的无线频谱资源在时域及频域上有 多达 ７ ％未被 ０ 充分利用 。认知无线电技术就是要发现这些空闲频 谱资源并充 分加 以利用 。认知用 户通过择 机接入 （ｐｏ ｕｉｉ ａｃｓｎ ） ｏｐｒ ｎ ｔ ｃｅｓ ｇ 的方式来与主用户（ ｒ ａ ｔ ｓｃ ｉ Ｐｉ ｒ ｍ ｙ Ｕｅ ） ｓ ｓ共用频谱 ， ｔ 但认知用 户只有在不对主用户 造
ｋ 信道 ， ｉ 并没有 与其 它衰落信道 加 以比较。而且 ， 大多数文献中都假设认知用户和认知基站之间的报 告信道 （ｅｏ ｉ ｈｎｅ） ｒ ｒｎ ｃａｎ１ 是不受 干扰 的。但是在 ｐ ｔｇ 实际情况下 ， 认知用户 和认知基站之间的信息传输 很难不受到衰落和噪声 的影响。
OFDM系统的基本介绍5
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 .........................................................................................OFDM作为一种可以有效对抗ISI的高速传输技术，引起了广泛关注第二：对传统的频分复用（FDM）系统而言，传播的信号需要在两个信道之间存在较大的频率间隔即保护带宽来防止干扰，这降低了全部的频谱利用率；然而应用OFDM 的子载波正交复用技术大大减少了保护带宽，提高了频谱利用率。
如图2-1。
在早期时候，正交频分复用（OFDM）系统中，各子载波采用正交滤波器将信道分成多个子信道，但要用很多的滤波器，尤其是当路数增多的时候。
1971年，Weinstein及Ebert等将DFT 应用在多载波传输系统中，从而很方便地实现了多路信号的复合和分解。
OFDM系统的一个重要优点就是可以利用快速傅立叶变换实现调制和解调，从而大大简化系统实现的复杂度。
图 2-1 FDM 与OFDM 带宽利用率的比较接收端进行发送端相反的操作，将RF 信号与基带信号进行混频处理，并用FFT 变换分解频域信号，子载波的幅度和相位被采集出来并转换回数字信号。
含导频的OFDM信号的周期平稳特性分析
含导频的OFDM信号的周期平稳特性分析郭里婷【摘要】基于无线移动衰落信道下的正交频分复用系统传输模型和信号周期平穗特性理论,研究了含有导频的正交频分复用系统接收序列的周期平穗特性,并计算接收序列的周期自相关函数,为基于周期平稳特性的信号处理算法提供理论支持.理论分析和仿真结果显示,在无线衰落信道环境下,当对接收信号进行单倍于系统样点速率采样时,可以获得具有周期平稳特性的接收序列,其循环周期为此时的正交频分复用符号长度.【期刊名称】《西安电子科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(037)001【总页数】5页(P169-173)【关键词】导频;正交频分复用信号;周期平稳特性;无线移动信道【作者】郭里婷【作者单位】福州大学物理与信息工程学院,福建,福州,350002【正文语种】中文【中图分类】TN929.5无线移动通信中,复杂的地形和传输环境对接收信号造成不可避免的多径衰落效应.对于下一代移动通信而言,系统传送的数据率更高,在如此高的数据率下,传统的单载波通信系统很难克服多径衰落的影响实现大容量传输,而且接收端的均衡器结构复杂.正交频分复用(OFDM)系统的出现很好地解决了这个问题,它通过把宽带信号转化为多个正交的窄带信号以及引入循环前缀,使信号有效地克服了多径的影响,从而使接收端的均衡很简单.经过近些年的快速发展,OFDM技术已成为下一代无线通信系统不可缺少的技术之一.通信信号的周期平稳特性一直以来受到广泛的关注,因为具有周期平稳特性的信号在多个循环频率上都有谱信息,充分利用这些信息可以解决更多的信号处理问题.因此,信号的周期平稳特性在信号处理技术中有着重要的地位,并已在单载波系统、CDMA等系统得到广泛的应用[1-3].基于周期平稳特性的信号处理一般都用在不使用辅助信息的场合,文献[4-6]讨论了OFDM接收信号的周期平稳特性,并用于系统的频偏估计[4-5]、符号定时估计[5]和信道估计[6],但是它是基于线性时不变信道下或者高斯信道的传输模型进行分析的.实际上,无线移动信道总是呈现时变衰落特性的,所以这个模型的假设有一定的局限性.另一方面,文献[4-6]是对于无导频的OFDM信号进行分析的,并用于系统参数的盲估计.对于有些应用场合,基于辅助信息(如导频)的信号传输和处理虽然在传输效率上有所下降,但是可以对信道参数进行更及时、更准确的跟踪估计.如果在信号包含导频的情形下也能进行基于周期平稳特性的信号处理,那么,不仅可以更及时准确跟踪信道状态,而且可以充分利用周期平稳信号在多个循环频率上的谱信息来解决更多的信号处理问题.而能否进行基于周期平稳特性的信号处理,关键是接收信号是否具有周期平稳特性.基于上述的各种原因,笔者基于无线时变衰落信道下的OFDM系统传输模型和信号周期平稳特性理论,研究含有导频的OFDM接收序列的周期平稳特性,为在无线传输环境下的基于周期平稳特性的数字信号处理算法设计提供理论支持.在以下所有公式中,符号E{◦}均表示求数学期望,而δ(n)表示冲激序列函数.1 周期平稳信号的定义和作用相对于平稳信号,周期平稳信号的自相关函数是关于时间t或n以及延时τ的二维函数,并且是关于t或n的周期函数,如式(1)或式(2)所示.对自相关函数进行傅里叶级数展开,所得的傅里叶级数展开系数称为周期自相关函数R(τ),其中k称为循环频率.对(τ)的延时域τ进行傅里叶变换,可得到周期平稳信号在各循环频率上的周期谱S(f)[1-2].对于循环周期为 T的时间连续的随机信号x(t),时变自相关函数满足对于循环周期为P时间离散的随机信号x(n)(简称为周期平稳序列),时变自相关函数满足充分利用信号的周期平稳特性,可以解决通信系统中的诸多问题,如平稳噪声抑制、调制方式识别、波特率估计、频偏估计、传输时延估计等[1-2].2 含导频的OFDM信号的周期平稳特性分析考虑图1所示的梳状导频模式,即时域上,每个符号都插入导频;频域上,每隔若干个子载波插入一个导频.基于多径衰落信道的传输特性和周期平稳信号的定义,就可以分析含有导频的OFDM系统接收序列是否具有周期平稳特性.如图1,发送的OFDM信号x(t)可表示成图1 梳状导频模式其中mc,mp分别是数据和导频对应的子载波集合,dl(mc)表示第l个OFDM符号第mc个子载波上调制的符号(取自QPSK,16QAM或其他星座图上的点).pl(mp)表示第l个OFDM符号第mp个子载波上使用的导频,假设每个符号在相同的子载波上使用相同的导频,则pl1(mp)=pl2(mp)=pm.g(t)为成形滤波器,典型的成形滤波器使用矩形窗,但是如果采用频谱旁瓣比较小的窗函数(如升余弦窗等),可以减小各子载波的旁瓣,从而降低系统对频偏的敏感程度,一般的,g(t)≡0,t∉[0,T].Tu=MTs 为不加保护间隔时一个OFDM符号的持续时间,Ts是串并转换之前的每个复数样点的持续时间.T=Tu+Tg是一个OFDM符号的持续时间.Tg是为克服多径信道造成的符号间干扰(Inter-Symbol Interference,缩写为ISI)而加入的保护间隔的持续时间.发送信号经过频率选择性衰落信道后,根据多径衰落信道传输特性[7],接收天线上的等效基带信号y(t)为其中v(t)是信道噪声;ui(t),ti,i=1,2,…,D分别表示信道每一径的衰落因子和每一径的延时,信道共D径.接收端获得模拟基带信号y(t)之后,利用抽样实现时间离散化,以便进行信号的数字化处理.所以更需要关心的是对y(t)抽样后获得的序列y(n)是否具有周期平稳特性.根据式(4),对y(t)进行OFDM样点速率 Ts的抽样,即令t=nTs=nT/P,得到序列y(n),其中的P是一个OFDM 符号长度,则其中为了分析y(n)的周期平稳特性,需要使用下面的特性和合理假设.(A)一般的,无线移动衰落信道具有如下特性:各径的衰落具有广义平稳非相干散射(Wide Sense Stationary with Uncorrelated Scattering,缩写为WSSUS)特性,即各径的衰落特性是不相关的,而且每一径的衰落都具有广义平稳的特性[8-9],写成(B)不失一般性且合理地假设:(1)信道衰落、信号、导频、噪声之间互相独立.(2)噪声是平稳的 ,即 E{v(n)v*(n-τ)}=δ(τ),是噪声功率.计算接收信号的时变自相关函数Ry(n,τ),为了方便起见,定义:于是,在以上的特性和假设之下,结合式(3),(5),(7),得接收信号的时变自相关函数为在式(8)中是信号方差.另外,定义结合式(7)和式(9)很容易看出因此,Ry(n+lP,τ)=Ry(n,τ),i∈Z,该式满足式(2)关于周期平稳序列的定义.所以,包含导频的OFDM信号经过多径衰落信道传输后,接收序列是循环周期为P的周期平稳信号,P是一个OFDM符号的长度.根据周期自相关函数的定义[1]和式(8),可计算接收序列的周期自相关函数Rky(τ)为其中图2 周期自相关函数示意图(M=128,P=144,Ts=1μ s)图 3 周期自相关函数示意图(M=64,P=72,Ts=1μ s)3 仿真结果和分析图2和图3是包含导频的OFDM接收信号在某些循环频率k=0,1,2,3上的周期自相关函数示意图,梳状导频格式,每8个子载波插入一个数值为1的导频.其中图2的OFDM的参数为M=128,P=144,Ts=1μ s,成形滤波器为滚降系数0.65的升余弦滤波器.数据使用QPSK调制,功率为1.信道为6径的瑞利衰落信道,信道各径功率符合指数分布.多普勒频移为150 Hz,噪声为高斯噪声,信噪比20dB.图3的OFDM 的参数为M=64,P=72,Ts=1μ s,成形滤波器为滚降系数0.35的升余弦滤波器.数据使用QPSK调制,功率为1.信道为4径的瑞利衰落信道,信道各径功率符合指数分布.多普勒频移为200Hz,噪声为高斯噪声,信噪比30dB.考虑到(τ)的对称性,图中仅给出k∈[0,P/2-1]中的若干个k值部分.其他k值也有类似特性,考虑篇幅,这里没有给出.如图2和图3所示,接收序列在k为非零值时仍有谱冗余,呈现周期平稳特性.结合上文的分析和式(11),可知不同OFDM参数和信道环境下,得到的Rky(τ)是不同的,主要是由信道的径数和相关函数、成形滤波器、导频格式等决定,这个也可以从图2和图3得到验证.4 结束语OFDM技术被普遍认为是第四代移动通信系统的关键技术之一,而基于周期平稳特性的信号处理因其充分利用信号信息等特点一直受到广泛关注.基于周期平稳特性的信号处理,关键是接收信号具有周期平稳特性.因此,笔者论证了无线衰落信道下包含导频的OFDM系统接收序列的周期平稳特性,所得结论可为在OFDM系统中进行基于周期平稳特性的数字化信号处理算法的设计提供理论支持.理论分析和仿真结果表明,在接收端,单倍于OFDM样点速率的采样可生成周期平稳的接收序列,其循环周期等于一个OFDM符号的长度.参考文献:[1] Gardner W A.Exploitation of Spectral Redundancy in Cyclostationary Signal[J].IEEE Signal Processing Magazine,1991(4):14-36.[2] Serpedin E,Panduru F,Sari I,et al.Bibliography onCyclostationarity[J].Signal Processing Elsevier,2005,85(12):2233-2303.[3] Fusco T,Izzo L,Napolitano A,et al.On the Second-order Cyclostationarity Properties of Long-Code DS-SS Signals[J].IEEE Trans on Communications,2006,54(10):1741-1746.[4] Guo Liting,Zhu Jinkang.Blind Joint Frequency Offset and Channel Estimation in OFDM Systems[C]//VTC-2006 Fall.Montreal:IEEE,2006:1646-1650.[5] Bö lcskei H.Blind Estimation of Symbol Timing and Carrier Frequency Offset in Pulse Shaping OFDM Systems[C]//IEEEICASSP'99.Phoenix:IEEE,1999:2749-2752.[6] Cai Xiaodong,Akansu A N.A Subspace Method for Blind Channel Identification in OFDM Systems[C]//IEEE ICC2000.NewOrleans:IEEE,2000:929-933.[7] Proakis J G.Digital Communication[M].4th Edition.New York:McGraw-Hill,2000.[8] Braun W R,Dersch U.A Physical Mobile Radio Channel Model[J].IEEE Trans on Vehicular Technology,1991,40(5):472-482.[9] Hoeher P.A Statistical Discrete-Time Model for the WSSUS Multipath Channel[C]//IEEE VTC'92.Denver:IEEE,1992:461-468.。