开题报告 基于matlab的OFDM系统仿真
基于MATLAB的OFDM通信系统模型仿真(开题报告)
设计方案：整个系统的流程为:产生二进制数据→经过RS编码→QPSK调制→OFDM系统基带信号调制并加入循环前缀→插入保护间隔→并/串变换→多径瑞利衰落信道→高斯信道→串/并变换→删除保护间隔→OFDM系统基带信号解调并删除循环前缀→进行信道估计→进行信道补偿→进行0删除→QPSK解调→RS译码→进行误码率计算.
主要参考资料：
[1]胡汉才 单片机原理及接口技术[M ]北京:清华大学出版社 ,1996
[2]Takeshita O Y, Fossorier M P C, Costello D J Jr. A new techniquefor computing the weight spectrum of turbo codes[J]. IEEETrans . Commun , 2000,41(5):251-253.
论文(设计)开题报告书
题目＿基于MATLAB的OFDM＿＿＿
基于Matlab平台的OFDM系统仿真分析
目录
01 引言
03 系统仿真分析
02 预备知识 04 优化与改进
引言
正交频分复用（OFDM）技术是一种广泛应用于无线通信领域中的多载波调制 技术。它凭借高谱效率、抗多径干扰能力强和频谱利用率高等优点，在4G、5G等 通信系统中扮演着关键角色。本次演示将基于Matlab平台，对OFDM系统进行仿真 分析，探究其应用优势、存在问题以及未来发展方向。
（1）抗多径干扰能力强：由于OFDM技术将高速数据流分散到多个子载波上 传输，即使某些子载波受到干扰，也不会对整个系统造成太大影响。
（2）频谱利用率高：OFDM技术通过相邻子载波之间的正交性，允许不同用 户在同一频段上同时传输数据，从而提高了频谱利用率。
（3）适用于多用户通信：OFDM技术可以与多用户接入技术相结合，实现多 个用户在同一频段上同时传输数据，提高系统整体性能。
2、OFDM系统存在的问题和不足
尽管OFDM系统具有诸多优点，但在实际应用中仍存在一些问题和不足：
（1）对信道模型的准确性要求较高：如果信道模型不准确，将导致系统性 能下降，甚至出现通信中断。
（2）易受频率偏移影响：OFDM系统对频率偏移较为敏感，即使微小的频率 偏移也会导致子载波之间的正交性破坏，从而导致系统性能下降。
（3）实现复杂度较高：OFDM系统涉及到的计算量和复杂性较其他通信系统 要高，尤其是在处理高速数据流时，需要更高的计算能力和更高效的算法。
优化与改进
针对上述问题和不足，本次演示提出以下优化和改进方案：
1、信道模型估计与跟踪
在OFDM系统中，信道模型估计与跟踪是一个重要环节。通过采用准确的信道 模型，可以有效提高系统抗多径干扰能力和频谱利用率。在实际应用中，可以采 用基于导频的训练序列法、基于循环前缀的训练序列法等信道估计方法，并通过 对训练序列进行优化设计，提高信道估计准确性。
基于matlab的ofdm通信系统设计与仿真开题报告
基于matlab的ofdm通信系统设计与仿真开题报告一、选题背景随着通信技术的不断发展，OFDM技术成为了通信系统中广泛应用的一种调制技术。
OFDM技术相对于传统的调频调幅技术具有许多优势，例如对多径衰落的敏感性更低、扩频抗干扰性能更好等等。
因此，在实际应用场景中，OFDM技术得到了越来越广泛的应用。
因此，基于matlab的OFDM通信系统设计与仿真的研究也变得越来越受到人们的关注。
二、研究内容本文拟研究基于matlab的OFDM通信系统设计与仿真技术，研究内容包括以下几个方面：1. OFDM基础本文将首先介绍OFDM技术的基础知识，例如OFDM信号的生成、调制与解调原理等等。
同时，还会介绍OFDM技术的优缺点、应用领域等相关内容，以便更好地理解OFDM 技术在通信系统中的应用。
2. OFDM通信系统设计在了解了OFDM技术的基础知识之后，本文将研究如何基于matlab实现OFDM通信系统的设计。
具体而言，将会介绍OFDM通信系统中不同模块的实现，例如QPSK调制器、加扰器、插零器、IFFT模块、CP插入模块等等。
3. OFDM通信系统仿真通过matlab的仿真工具，可以对OFDM通信系统进行全面的仿真，并得到各种参数的数据。
本文将详细介绍如何进行OFDM通信系统的仿真设计，以及如何评估OFDM通信系统的性能。
三、研究意义随着通信技术的不断发展，OFDM技术正在逐渐成为通信系统中的主流技术之一。
因此，基于matlab的OFDM通信系统设计与仿真技术的研究对于通信系统的研发和应用具有十分重要的意义。
通过本文的研究，可以更好地了解OFDM技术的应用原理、技术优势和性能表现，同时也可以更加深入地理解无线通信系统这一领域。
四、研究方法与流程本文的研究方法主要包括文献调研、matlab仿真、性能评估等方面。
具体研究流程如下：1. 文献调研：在开始研究之前，需要进行大量的文献调研，了解OFDM技术的基础知识、历史发展、应用场景等等。
基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真
基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真0 引言5G技术的逐步普及，使得我们对海量数据的存储交换，以及数据传输速率、质量提出了更高的要求。
信号的准确传播显得越发重要，随之而来的是对信道模型稳定性、抗噪声性能以及低误码率的要求。
本次研究通过构建结合空间分集和空间复用技术的MIMO信道，引入OFDM 技术搭建MIMO-OFDM 系统，在添加保护间隔的基础上探究其在降低误码率以及稳定性等方面的优异性能。
1 概述正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术通过将信道分成数个互相正交的子信道，再将高速传输的数据信号转换成并行的低速子数据流进行传输。
该技术充分利用信道的宽度从而大幅度提升频谱效率达到节省频谱资源的目的。
作为多载波调制技术之一的OFDM 技术目前已经在4G 中得到了广泛的应用，5G 技术作为新一代的无线通信技术，对其提出了更高的信道分布和抗干扰要求。
多输入多输出（Multi Input Multi Output,MIMO）技术通过在发射端口的发射机和接收端口的接收机处设计不同数量的天线在不增加频谱资源的基础上通过并行传输提升信道容量和传输空间。
常见的单天线发射和接收信号传输系统容量小、效率低且若出现任意码间干扰，整条链路都会被舍弃。
为了改善和提高系统性能，有学者提出了天线分集以及大规模集成天线的想法。
IEEE 806 16 系列是以MIMO-OFDM 为核心，其目前在欧洲的数字音频广播，北美洲的高速无线局域网系统等快速通信中得到了广泛应用。
多媒体和数据是现代通信的主要业务，所以快速化、智能化、准确化是市场向我们提出的高要求。
随着第五代移动通信5G 技术的快速发展，MIM-OFDM 技术已经开始得到更广泛的应用。
本次研究的MIMO-OFDM 系统模型是5G的关键技术，所以对其深入分析和学习，对于当下无线接入技术的发展有着重要的意义。
基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析
基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析OFDM（正交频分复用）是一种广泛应用于无线通信系统中的多载波调制技术。
在OFDM系统中，信号被分为多个独立的子载波，并且每个子载波之间正交。
这种正交的特性使得OFDM系统具有抗频率选择性衰落和多径干扰的能力。
本文将基于MATLAB对OFDM系统进行仿真及分析。
首先，我们需要确定OFDM系统的参数。
假设我们使用256个子载波，其中包括8个导频符号用于信道估计，每个OFDM符号的时域长度为128个采样点。
接下来，我们需要生成调制信号。
假设我们使用16QAM调制方式，每个子载波可以传输4个比特。
在MATLAB中，我们可以使用randi函数生成随机的比特序列，然后将比特序列映射为16QAM符号。
生成的符号序列可以通过IFFT（Inverse Fast Fourier Transform）将其转换为时域信号。
OFDM系统的发射端包括窗函数、导频符号插入、IFFT和并行到串行转换等模块。
窗函数用于增加OFDM符号之间的过渡带，导频符号用于信道估计和符号同步。
通过将符号序列与导频图案插入到OFDM符号序列中，然后进行IFFT变换，再进行并行到串行转换即可得到OFDM信号的时域波形。
接下来，我们需要模拟OFDM信号在信道中传输和接收。
假设信道是Additive White Gaussian Noise（AWGN）信道。
在接收端，OFDM信号的时域波形通过串行到并行转换，然后进行FFT（Fast Fourier Transform）变换得到频域信号。
通过在频域上对导频符号和OFDM信号进行正交插值，可以进行信道估计和等化。
最后将频域信号进行解调，得到接收后的比特序列。
通过比较发送前和接收后的比特序列，我们可以计算比特误码率（BER）来评估OFDM系统的性能。
比特误码率是接收到错误比特的比特数与总传输比特数之比。
通过改变信噪比（SNR）值，我们可以评估OFDM系统在不同信道条件下的性能。
基于Matlab的OFDM系统仿真开题报告
一、选题的背景及意义
随着通信技术的不断成熟和发展，现代通信传输方式有很多种，但根据基本通信信道可以 分为有线和无线。有线信道信号受外界干扰小，但须铺设传输线路，网络建立麻烦；而无线信 道恰恰克服了这个缺点，但由于地面情况复杂，信道条件恶劣，对传输信号会造成很大的干扰。 而网络的迅速增长使人们对无线通信提出了更高的要求。所以必须采用更先进的技术，克服在 无线信道下的多径衰落，降低噪声和多径干扰以及有效利用频率资源。在这样的时代发展趋势 下，OFDM调制技术作为新一代无线通信技术呼之欲出。
2005 年 12 月，3GPP 经过激烈的讨论和艰苦的融合，选定了 LTE 的基本传输技术，即下行 OFDM，上行 SC(单载波关 FDMA。OFDM 由于技术的成熟性，被选用为下行标准很快就达成了共识。 而上行技术的选择上，由于 OFDM 的高峰均比(PAPR)使得一些设备商认为会增加终端的功放成本 和功率消耗，限制终端的使用时间，一些则认为可以通过滤波，削峰等方法限制峰均比。不过， 经过讨论后，最后上行还是采用了 SC 一 FDMA 方式。
OFDM是一种高效并行多载波传输技术，将所传送的高速串行数据分解并调制到多个并行的 正交子信道中，从而使每个子信道的码元宽度大于信道时延扩展，再通过加入循环扩展，保证 系统不受多径干扰引起的码间干扰（ISI）的影响,可以有效对抗多径传播。OFDM技术由于采用 DFT实现多载波调制，同时LSI的发展解决了IFFT/FFT的实现问题以及其他关键技术的突破，OFDM 开始向诸多领域的实际应用转化，成为一种很有发展前途的调制技术。
2001 年，IEEE802.16 通过了无线城域网标准，该标准根据使用频段的不同，具体可分为视 距和非视距两种。其中，使用 2-11GHz 许可和免许可频段，由于在该频段波长较长，适合非视 距传播，此时系统会存在较强的多径效应，而在免许可频段还存在干扰问题，所以系统采用了 抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上有明显优势的 OFDM 调制，多址方式为 OFDMA。
基于MATLAB的OFDM的仿真
一、实习目的1、熟悉通信相关方面的知识、学习并掌握OFDM技术的原理2、熟悉MATLAB语言3、设计并实现OFDM通信系统的建模与仿真二、实习要求仿真实现OFDM调制解调，在发射端，经串/并变换和IFFT变换，加上保护间隔（又称“循环前缀”），形成数字信号，通过信道到达接收端，结束端实现反变换，进行误码分析三、实习内容1.实习题目《正交频分复用OFDM系统建模与仿真》2.原理介绍OFDM的基本原理就是把高速的数据流通过串并变换，分配到传输速率相对较低的若干个子信道中进行传输。
由于每个子信道中的符号周期会相对增加，因此可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响。
并且还可以在OFDM符号之间插入保护间隔，令保护间隔大于无线信道的最大时延扩展，这样就可以最大限度地消除由于多径而带来的符号间干扰(ISI)。
而且，一般都采用循环前缀作为保护间隔，从而可以避免由多径带来的子载波间干扰((ICI) 。
3.原理框图图1-1 OFDM 原理框图4.功能说明4.1确定参数需要确定的参数为：子信道，子载波数，FFT长度，每次使用的OFDM符号数，调制度水平，符号速率，比特率，保护间隔长度，信噪比，插入导频数，基本的仿真可以不插入导频，可以为0。
4.2产生数据使用个随机数产生器产生二进制数据，每次产生的数据个数为carrier_count * symbols_per_carrier * bits_per_symbol。
4.3编码交织交织编码可以有效地抗突发干扰。
4.4子载波调制OFDM采用BPSK、QPSK、16QAM、64QAM4种调制方式。
按照星座图，将每个子信道上的数据，映射到星座图点的复数表示，转换为同相Ich和正交分量Qch。
其实这是一种查表的方法，以16QAM星座为例，bits_per_symbol=4，则每个OFDM符号的每个子信道上有4个二进制数{d1,d2,d3,d4},共有16种取值，对应星座图上16个点，每个点的实部记为Qch。
基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真综述
基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真摘要：随着通信产业的逐步发展，4G时代已经来临。
作为第四代移动通信技术的核心，OFDM得到了前所未有的关注。
它具有频谱利用率高、抗干扰能力强等优点。
本文首先简要介绍了OFDM的发展状况以及优缺点，然后详细分析了OFDM的工作原理及其相应的各个模块，并介绍了它的关键技术。
最后，分别利用M函数和Simulink做了OFDM 系统的设计与仿真，并对误码率进行了分析，得到了BER性能曲线。
关键词：正交频分复用；MATLAB；仿真；BERDesign and Simulation of OFDM System Based on MATLABAbstract:With the gradual development of the communication industry, 4G era has come. As the key technology of the fourth generation mobile communications,OFDM has received unprecedented attention. It has a high spectrum utilization, strong ability of anti-interference and so on. This article describes the development of OFDM and it’s advantages and disadvantages briefly, analysis the working principles of OFDM and each module detailed,and describes it’s key tec hnology.At last, design and simulate OFDM system with the M function and Simulink separately, analysis the error rate and obtain BER performance curve .Keywords: OFDM; MATLAB; Simulation; BER目录1 引言 (4)1.1 OFDM概述 (4)1.1.1 OFDM技术发展历史 (4)1.1.2 OFDM技术的优缺点 (5)2 OFDM基本原理及关键技术 (5)2.1 OFDM基本原理及系统构成 (5)2.1.1 OFDM基本原理 (5)2.1.2 串并转换 (6)2.1.3 调制与解调 (6)2.1.4 保护间隔与循环前缀 (8)2.2 OFDM的关键技术 (10)2.2.1 信道估计概述 (10)2.2.2 基于导频的信道估计方法 (10)2.2.3 信道的插值方法 (11)3 OFDM的系统设计与仿真 (12)3.1 MATLAB概述 (12)3.2 OFDM系统设计与仿真 (12)3.2.1 随机序列的产生 (12)3.2.2 串并转换 (14)3.2.3 QPSK调制 (14)3.2.4 QPSK调制星座图 (14)3.2.5 IFFT/FFT运算 (15)3.2.6 保护间隔和循环前缀 (16)3.2.7 并串转换 (16)3.2.8 加入高斯白噪声 (17)3.2.9 QPSK解调 (17)3.2.10 接收信号 (18)3.3 系统误码率的分析 (18)3.4 基于Simulink的系统仿真 (19)4 总结 (21)参考文献 (21)附录 (22)1 引言1.1 OFDM概述随着移动通信和无线网需求的不断增长，需要越来越高速的无线系统设计，而这其中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。
基于MATLAB的OFDM的仿真
一、实习目的1、熟悉通信相关方面的知识、学习并掌握OFDM技术的原理2、熟悉MATLAB语言3、设计并实现OFDM通信系统的建模与仿真二、实习要求仿真实现OFDM调制解调，在发射端，经串/并变换和IFFT变换，加上保护间隔（又称“循环前缀”），形成数字信号，通过信道到达接收端，结束端实现反变换，进行误码分析三、实习内容1.实习题目《正交频分复用OFDM系统建模与仿真》2.原理介绍OFDM的基本原理就是把高速的数据流通过串并变换，分配到传输速率相对较低的若干个子信道中进行传输。
由于每个子信道中的符号周期会相对增加，因此可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响。
并且还可以在OFDM符号之间插入保护间隔，令保护间隔大于无线信道的最大时延扩展，这样就可以最大限度地消除由于多径而带来的符号间干扰(ISI)。
而且，一般都采用循环前缀作为保护间隔，从而可以避免由多径带来的子载波间干扰((ICI) 。
3.原理框图图1-1 OFDM 原理框图4. 功能说明4.1确定参数需要确定的参数为：子信道，子载波数，FFT 长度，每次使用的OFDM 符号数，调制度水平，符号速率，比特率，保护间隔长度，信噪比，插入导频数，基本的仿真可以不插入导频，可以为0。
4.2产生数据使用个随机数产生器产生二进制数据，每次产生的数据个数为carrier_count * symbols_per_carrier * bits_per_symbol 。
4.3编码交织交织编码可以有效地抗突发干扰。
4.4子载波调制OFDM 采用BPSK 、QPSK 、16QAM 、64QAM4种调制方式。
按照星座图，将每个子信道上的数据，映射到星座图点的复数表示，转换为同相Ich 和正交分量Qch 。
其实这是一种查表的方法，以16QAM 星座为例，bits_per_symbol=4，则每个OFDM 符号的每个子信道上有4个二进制数{d1,d2,d3,d4},共有16种取值，对应星座图上16个点，每个点的实部记为Qch 。
基于Matlab的OFDM系统设计与仿真
目录1绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2无线通信 (1)1.2.1无线通信概述 (1)1.2.2无线信道特性 (2)1.3 OFDM概述及应用 (3)1.3.1 OFDM的发展 (3)1.3.2 OFDM的关键技术 (3)1.3.3 OFDM的优缺点 (4)2 OFDM基本原理 (6)2.1原理及数学描述 (6)2.1.1 OFDM基本原理 (6)2.1.2串并转换 (6)2.1.3子载波调制 (7)2.1.4 DFT变换 (10)2.1.5保护间隔、循环前缀和子载波数选择 (11)2.1.6 OFDM基本参数的选择 (14)2.1.7 QPSK调制 (15)2.1.8 QPSK信号的产生 (18)3 OFDM的系统仿真 (20)3.1 MATLAB特点与功能 (20)3.2 OFDM系统收发机 (20)3.3 OFDM系统仿真 (22)3.3.1串行数据的产生 (22)3.3.2串并转换 (23)3.3.3 QPSK调制 (25)3.3.4 QPSK调制星座图 (29)3.3.5 IFFT/FFT运算 (30)3.3.6保护间隔和循环前缀 (32)3.3.7并串转换 (34)3.3.8加入高斯噪声 (35)3.3.9 QPSK解调 (37)3.3.10接收信号 (38)3.4系统误码率的分析 (38)3.5 BER性能曲线 (40)3.6本章小结 (41)参考文献 (42)附录 (43)致谢........................................................................................................................... 错误！未定义书签。
摘要随着人们对通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需求，OFDM技术在综合无线接入领域得到广泛应用，它将是第四代移动通信的核心技术之一。
基于Matlab的OFDM系统仿真
基于Matlab的OFDM系统仿真实验名称：基于matlab的OFDM系统仿真实验原理：图1 基带OFDM系统实验目的：根据给定的参数完成OFDM信号的调制、传输和解调以及信道建模和信道估计。
主要研究噪声和循环前缀的长度对系统误码率的影响。
实验内容：包括发送端、信道和接收端三个模块。
1、发送模块进行的处理包括OFDM 信号的产生、加入循环前缀、插入训练序列和加扰等部分；2、信道模块对发射端产生的信号施加多径、频偏、相偏等影响；3、接收模块进行的处理包括去循环前缀、解调和信道估计等。
实验参数：1、 Ns=5：一个帧结构中OFDM符号的个数；2、para=40：并行传输的子载波个数；3、gl=10：设置保护时隙的长度；4、an：每条多径的幅度增益0-10dB,粒度为0.1；5、tn：时延扩展0-4us，单位为us；6、wn：频偏-100Hz-100Hz,粒度为0.1Hz；7、sita：设置相偏0-2*pi,粒度为pi/100；8、Np：插入的导频数目实验步骤：1、产生二进制信息，这个可以通过matlab中的round(rand(1,para*Ns*4))命令来实现。
产生的是一个长度为para*Ns*4的0-1序列。
由于采用的是16QAM调制，所以每四个码元调制为一个符号，因此总长度要乘以4。
2、映射：采用的是16QAM调制。
这种调制有圆形星座图和方形星座图两种，本次实验采用方形的星座图。
这一过程是通过子函数fangQAM.m来实现的，图二为方形的星座图。
16-QAM星座图-4-3-2-101234图23、串并转换、插入导频：OFDM的原理就是通过串并转换将高速传输的串行数据转换为并行传输的数据，在matlab中，串并转换是通过reshape(x,para,Ns)来实现的，将串行传输的信号x转换为para个并行传输的子数据流，每个数据流中符号的个数为Ns。
为了接收端能够进行信道估计，在发送端要在发送信号中插入导频，导频的分布模式一般分为块状导频和梳状导频两种，本次实验中插入的是块状导频，所谓的块状分布就是指导频在时域周期性的分配给OFDM符号，这种导频分布模式特别适用于慢衰落的无线信道，由于训练符号包含了所有的导频，所以在频域就不需要插值，因此这种导频分布模式对频率选择性衰落相对不敏感。
基于MATLAB的OFDM系统性能分析与仿真研究
基于MATLAB的OFDM系统性能分析与仿真研究OFDM（正交频分复用）是一种常用于无线通信系统中的多载波调制技术。
它将一个高速数据流分成多个子载波进行同时传输，提高了频谱利用率，也减小了频域上的干扰。
本文将基于MATLAB对OFDM系统的性能进行分析与仿真研究。
首先，我们需要搭建OFDM系统的仿真模型。
OFDM系统包括信号生成、子载波调制、信道传输、接收、解调和误码分析几个主要环节。
信号生成阶段，我们可以使用伪随机码（PN码）生成器产生信号序列作为待传输的数据。
然后，将信号序列进行并行-串行转换，将其分组成多个子载波。
子载波调制阶段，我们可以选择常用的调制方式，如BPSK、QPSK等。
在MATLAB中，我们可以利用内置的调制函数进行实现。
信道传输阶段，我们可以引入AWGN（加性高斯白噪声）信道模型，模拟无线信道中的噪声干扰。
通过调整信道衰落因子、信噪比等参数，可以模拟不同的信道环境。
接收阶段，我们需要进行并行信号转换成串行信号，并进行解调操作。
对于解调部分，与调制阶段相反，我们可以使用MATLAB中的解调函数，如bpskdemod、qpskdemod等。
误码分析阶段，我们通过计算误码率（BER）来评估系统性能。
可以通过比较原始信号和接收信号之间的差异，统计错误的比特数量来计算误码率。
在进行OFDM系统的性能分析与仿真时，我们可以分析以下几个方面的内容：1.调制方式对系统性能的影响：通过比较不同调制方式（如BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等）下的误码率，评估调制方式对系统的影响。
2.子载波数量的选择：通过改变子载波的数量，比较不同子载波数量下的误码率与频谱效率，找到最佳子载波数量。
3.信道传输对系统性能的影响：通过改变信道衰落因子、信噪比等参数，比较不同信道环境下的误码率，评估信道传输对系统性能的影响。
4.信道估计与均衡：在OFDM系统中，由于信道传输的不确定性，需要进行信道估计与均衡。
基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真
基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真OFDM（正交频分复用）是一种高效的调制技术，广泛应用于无线通信系统中。
本文将基于MATLAB对OFDM系统进行设计与仿真，并介绍其主要步骤和关键技术。
首先，我们需要对OFDM系统进行建模。
OFDM系统由发送端和接收端两部分组成。
发送端主要包括数据源、调制器、IFFT以及保护间隔插入器。
接收端主要包括保护间隔删除器、FFT、解调器以及数据恢复。
在发送端，我们首先生成要传输的数据序列。
然后通过调制器将数据转换为带符号的复数序列。
接着，通过将复数序列进行IFFT，将频域数据转换为时间域信号。
在转换过程中，需要注意对数据进行零填充，以确保IFFT输出的结果长度是原始数据长度的整数倍。
最后，通过保护间隔插入器插入保护间隔，以减小信号之间的干扰。
在接收端，我们首先对接收到的信号进行保护间隔删除。
然后，通过FFT将时域信号转换为频域信号。
接着，通过解调器将复数序列转换为二进制数据。
最后，进行数据恢复，解码得到发送方发送的原始数据。
为了验证OFDM系统的性能，我们需要进行信道建模和误码率性能评估。
在信道建模中，我们可以选择多径信道模型，例如Rayleigh信道。
根据信道模型的不同，我们可以添加多径衰落和噪声等效果，从而模拟实际的信道环境。
在误码率性能评估中，我们可以通过比较接收到的数据与发送的原始数据，计算误码率。
在MATLAB中，我们可以使用信号处理工具箱和通信工具箱来实现这些功能。
信号处理工具箱提供了丰富的功能和算法，例如IFFT和FFT，用于信号处理和频谱分析。
通信工具箱则提供了OFDM系统建模和仿真所需的函数和工具，例如调制器、解调器等。
在进行OFDM系统设计与仿真时，我们可以根据不同的场景和需求进行调整和优化。
例如，可以尝试不同的调制方式、不同的子载波数量和间距，以及不同的保护间隔长度。
此外，还可以改变不同参数下的OFDM系统性能，如带宽利用率、误码率等。
总之，基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真是一项重要的研究工作。
基于Matlab的OFDM系统仿真及分析
术 后根据估计的 FFT 窗口位置进行 FFT 运算得到频域的数据,进 行解调。然后在对应于导频的子载波位置上提取出导频信息,根
创 据导频信息估计出剩余定时误差以及剩余的信道响应误差,将 误差量送入环路进行跟踪。当收到所有数据后,重新回到信号到
软件时空
基于 Matlab 的 OFDM 系统仿真及分析
Simulation and Performance Analysis of OFDM System Based on Matlab
(东华大学) 秦 晓 婷 陈 光
QIN Xiao-ting CHEN Guang
摘要: 正 交 频 分 复 用 技 术 是 第 四 代 移 动 通 信 技 术 的 核 心 技 术 。 文 章 首 先 简 要 介 绍 了 OFDM 的 基 本 原 理 , 就 OFDM 技 术 进 行 了
对信号进行采样:
《微计算机信息》2011 年第 27 卷第 1 期
对接收信号进行 DFT 变换,在较大 N 和小的 下 可 近 似 为:
是 ICI 部分, 是高斯白噪声部分。
可以看成是功率为 从均匀分布 。
,相位在[-π,π]服
4 OFDM 仿真基本 流程描述
首先根据短训练字的特性进行相关运算,进行信号到达检测, 当检测到相关值大于门限一定次数后,认为有信号到达。然后根 据长训练字的特性,进行相关运算,进行 OFDM 符号 FFT 窗口起 始位置的估计。估计出 FFT 窗口的位置后,先在时域进行小频偏 的估计,将两个长训练字进行小频偏补偿后,进行 FFT 运算,根据
文献标识码: B
基于Matlab平台的OFDM系统仿真分析的开题报告
基于Matlab平台的OFDM系统仿真分析的开题报告一、选题背景OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是近年来广泛应用的一种调制技术，其使用频谱效率高、抗多路径衰落、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于各种通信系统中。
针对OFDM调制技术在无线通信中的应用和性能评估，需要进行系统仿真分析。
二、研究内容本次论文的研究内容包括：1. Matlab平台下OFDM系统的建模和仿真，包括基带处理、载波调制、FFT等过程；2. 分析OFDM系统在不同信道下的性能表现，如在高斯噪声信道、多径衰落信道等情况下的误码率；3. 研究OFDM系统的调制解调技术，包括采用不同的调制方式，如QPSK、16QAM、64QAM等；4. 研究OFDM系统的同步技术，包括频率同步、时间同步等；5. 研究OFDM系统的信道均衡技术。
三、研究方法本论文采用Matlab平台进行OFDM系统的建模与仿真，并基于仿真结果进行性能分析。
具体方法包括：1. 将OFDM调制技术进行数学建模；2. 在Matlab中编写程序实现OFDM调制与解调、均衡、同步等过程；3. 进行OFDM系统仿真，并记录仿真结果，如误码率等性能参数；4. 对仿真结果进行分析与总结，验证OFDM系统在不同场景下的性能表现；5. 进一步研究OFDM系统中关键技术的性能特点和参数调整方法等。
四、进度计划1. 第一周：确定选题，完成文献调研和分析；2. 第二周：在Matlab平台建立OFDM系统建模，并编写相关代码；3. 第三周：对OFDM系统进行基础仿真，记录并分析性能结果；4. 第四周：加入多路径衰落信道因素，进行OFDM性能分析；5. 第五周：研究OFDM调制解调技术，分别采用QPSK、16QAM、64QAM调制方式，分析性能表现；6. 第六周：研究OFDM系统同步技术，包括频率同步、时间同步等；7. 第七周：研究OFDM系统的信道均衡技术；8. 第八周：进行总结和撰写论文。
基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析
太原科技大学毕业设计（论文）基于MALTAB的OFDM系统仿真及分析姓名_______________学院（系）_______ ___专业_______________年级_______________指导教师_______________年月日基于MALTAB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目录第一章概述................................................... - 1 -1.1 OFDM的发展及其现状...................................... - 2 -1.2 OFDM的优缺点............................................ - 2 - 第二章 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 - 第三章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 -第一章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。
基于MATLAB的OFDM通信系统仿真设计
基于MATLAB的OFDM通信系统仿真设计张宾【摘要】OFDM is a kind of high speed data transmission technology in wireless environment.It has anti-jamming and anti-multipath capabilityand high utilization of the spectrum.Beginning with brief introduction for the basic principle and crucial technique of OFDM, this paper establishes the basic model of OFDM system and simulates by MATLAB.We analysis error rate of the system with different channel and technical.%OFDM是一种无线环境下的高速数据传输技术，具有很强的抗干扰、抗衰落能力及较高的频谱利用率。
文章介绍了OFDM的基本原理和关键技术，建立了基本的OFDM系统模型，应用MATLAB对其仿真，分析了不同信道、不同技术下系统的误码特性。
【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】2页(P4-5)【关键词】OFDM;关键技术;MATLAB仿真【作者】张宾【作者单位】山东科技大学电子通信与物理学院，山东青岛 266510【正文语种】中文OFDM技术是由多载波调制（Multi Carrier Modulation，MCM）技术发展而来，MCM原理最早在20世纪60年代中期由Collins Kineplex［1］提出，早期主要应用在军事方面。
OFDM技术具有抗干扰、抗多径衰落能力强，频谱利用率高等优点，在移动通信系统中发挥着至关重要的作用。
移动通信系统OFDM系统仿真与实现(基于MATLAB)
OFDM系统仿真与实现1. OFDM的应用意义在近几年以内，无线通信技术正在以前所未有的速度向前发展。
由于用户对各种实时多媒体业务需求的增加和互联网技术的迅猛发展，未来的无线通信及技术将会有更高的信息传输速率，为用户提供更大的便利，其网络结构也将发生根本的变化。
随着人们对通信数据化、个人化和移动化的需求，OFDM技术在无线接入领域得到了广泛的应用。
OFDM是一种特殊的多载波传输方案，它将数字调制、数字信号处理、多载波传输技术结合在一起，是目前已知的频谱利用率最高的一种通信系统，具有传输速率快、抗多径干扰能力强的优点。
目前，OFDM 技术在数字音频广播(DAB)、地面数字视频广播(DVB-T)、无线局域网等领域得到广泛应用。
它将是4G移动通信的核心技术之一。
OFDM广泛用于各种数字传输和通信中，如移动无线FM信道，高比特率数字用户线系统(HDSL)，不对称数字用户线系统(ADSL)，甚高比特率数字用户线系统HDSL，数字音频广播(DAB)系统，数字视频广播(DVB)和HDTV地面传播系统。
1999年，IEEE802.11a通过了一个SGHz的无线局域网标准，其中OFDM 调制技术被采用为物理层标准，使得传输速率可以达54MbPs。
这样，可提供25MbPs的无线ATM接口和10MbPs的以太网无线帧结构接口，并支持语音、数据、图像业务。
这样的速率完全能满足室内、室外的各种应用场合。
OFDM由于技术的成熟性，被选用为下行标准很快就达成了共识。
而在上行技术的选择上，由于OFDM的高峰均比(PAPR)使得一些设备商认为会增加终端的功放成本和功率消耗，限制终端的使用时间，一些则认为可以通过滤波，削峰等方法限制峰均比。
不过，经过讨论后，最后上行还是采用了SC-FDMA方式。
拥有我国自主知识产权的3G标准一一TD-SCDMA在LTE演进计划中也提出了TD-CDM-OFDM的方案B3G/4G是ITU提出的目标，并希望在2010年予以实现。
基于matlab的OFDM仿真报告
实验总成绩:报告份数:西安邮电大学通信与信息工程学院专业课程设计B报告专业班级： __________ 通工XX _________________________________ 学生姓名： __________ 秋风羽 ________________ 学号（班内序号）： _ XXXXXXXX （XX 号）2014 年4 月22 日指导教师评语:实验成绩： _____________________指导（辅导）教师：____________一.摘要无线网络是无线通信系统中的一个重要应用，根据网络范围大小可划分为局域网，城域网和广域网。
IEEE为无线网络专门制定了相关的标准，802. 11 和802. 16就属于这方面的标准。
其中802. 11针对范围更小的无线局域网。
802. 11标准包括802.11a、802.11b、802. llg等一系列标准，各自采用不同的物理层技术，其中802. 11a即采用了OFDM技术。
本次专业课程设计主要是基于mat lab对于整个OFDM系统的模拟，即对前导生成原理、扰码及解扰码、卷积编码及卷积解码、交织与解交织、星座映射与逆映射等一系列模块的软件实现。
其U的是让我们能对OFDM技术有更加全面的认识。
二.英文摘要The Wireless network that is a wireless communication system is an important application, depending on the size of network can be classified as LAN, MAN and WAN. I EEE specially formulated relevant standards for the wireless network. Both 802.11 and the 802.16 belong to this. The 802.11 is for a smaller range of wireless LAN. And 802.11 standards including 802.1 la, 802.1 lb, 802.1 lg and so on. Each one has different physical layer technology. The OFDM technology was used by 802.1 la. This course design is mainly based on MATLAB to simulate the entire OFDM system, which was consisted of leading principle, scrambling and descrambling, convolution coding and decoding, interleaving and de-interleaving, constellation mapping and inversing constellation mapping and so on by making softwaie ・Its purpose is to allow us to meet OFDM technology for a more comprehensive understanding・三.引言OFDM是一种特殊的多载波频分复用(FDM)技术。
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16—18 周 总结课题，完成毕业论文，准备答辩。
19 周—
准备答辩。
参考文献
[1]王文博，郑侃. 宽带无线通信 OFDM 技术，北京：人民邮电出版社，2003 [2]Juha Heiskala,John Terry.OFDM 无线局域网，北京：电子工业出版社，2003 [3] R van Nee. OFDM WirelessMultimedia Communications.Rrasad R. Artech House, 1998. [4] Erich Cosby. Orthogonal Frequency Division Multip lexing(OFDM) Tutorial and Analysis[M ]. Northern Virginia Center,2001. [5]佟学俭，罗涛.OFDM 移动通信技术原理及应用.北京：人民邮电出版社，2003 [6] Mingqi Li ,Qicong Peng, Yubai Li. Performance Evaluation of MC - DS - CDMA Systems in Multipath Fading Channels. IEEE , 2002 [7]罗建军，杨琦.精讲多练 MATLAB.陕西：西安交通大学出版社,2009 [8] 尹泽明，等. 精通 MATLAB6. 北京：清华大学出版社，2002. [9] 蔡涛， 等译. 无线通信原理与应用. 电子工业出版社,1999. [10] 王玲，逯贵祯，肖怀宝.基于 Matlab 的 OFDM 仿真实现及性能分析. 北京：中国传媒大学信息工程学院,100024 [11] 马一森，李智，赵建华， 徐炜，张东.OFDM 通信系统的分析及其 Simulink 仿真研究. 成都：四川大学电子信息学院 610065 [12] 刘 吉 超 ， 王 静 ， 杜 力 坤 · 苏 来 曼 ， LIU Jichao ， WANG Jing ， Dulikun·SULAIMAN. 通信中的交织编码及其 MATLAB 仿真. 新疆师范大学学 报（自然科学版）. 2010，29(3):1～3 [13] 俞兴明.OFDM 系统的抗多径性能的仿真研究. 苏州：苏州职业大学电子信息 工程系 2007 (3):1～2 [14]樊昌信，曹丽娜.通信原理（第 6 版）.北京：国防工业出版社 2008.6 [15]张学智.数字信号处理.北京：兵器工业出版社，2006
OFDM 的原理主要是把高速的数据流通过串并变换，分配到传输速率相对较 低的若干个子信道中进行传输。由于每个子信道中的符号周期会相对增加，因此 可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响。并 且还可以在 OFDM 符号之间插入保护间隔，令保护间隔大于无线信道的最大时 延扩展，这样就可以最大限度地消除由于多径而带来的符号间干扰(ISI)。而且， 一般都采用循环前缀作为保护间隔，从而可以避免由多径带来的子载波间干扰 ((ICI) 。
2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 2.1 OFDM 的基本原理 发送端把被传输的数字信号转换成子载波幅度和相位的映射，并将进行快
速傅利叶反变换（IFFT）或者离散傅里叶反变换（IDFT）（IFFT 的计算效率比 IDFT 高）将数据的数据的频谱表达式变到时域上。如图 1-1 所示，上半部分是发送的 链路的框图，下半部分是接受的链路的框图。
实际上一个 OFDM 的形成可以遵循以下过程：首先，在 N1 个经过数字调制 的符号后面补零，构成 N2 个输入样值序列，再进行 IFFT 计算。然后，IFFT 输 出的最后 L1 个样值被插入到 OFDM 符号的最前面，而且 IFFT 输出的最前面 L1 个样值被插入到 OFDM 符号的最后面。最后，OFDM 符号与升降余弦函数时域 相乘，使得系统宽带之外的功率可以快速下降。再经过数模转换、射频调制，最 后发送。
2.2.8 加窗（windowing） 加窗是为了降低系统的 PAPR，滚降系数为 1/32。通过这种方法，可以显著地 改善 OFDM 通信系统高的 PAPR 分布，大大降低了峰值信号出现的概率以及对功 率放大器的要求，节约成本。经常被采用的窗函数是升余弦窗。 2.2.9 信道传输 信道可分为多径实验信道和高斯白噪声信道。多径时延信道直射波和延迟波 对于标准时间按照固定比率递减，因此多径时延信道参数为比率和最大延迟时 间。 2.2.10 同步
现代移动通信发展至今，已经经历了三代，而 3G 的后续技术也在加速研究 中。目前，国际标准化组织正在推动无线传输技术从 2Mb/s 的传输速率向 100Mb/s 和 1000Mb/s 的目标发展，对 4G 的定义也已经逐渐清晰起来。基本上 可以确定，OFDM/OFDMA、MIMO 和智能天线等技术将成为 4G 的主流技术。
4. 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）
课题完成的工作进度计划是：
1—2 周 前期资料准备，查阅相关文献准备开题，完成开题报告。
3—7 周 对查找的资料进行全面的学习和掌握，并细化设计内容。
8—13 周 对整个课题进行深入细致的研究，实现改进算法。
14—15 周 对系统进行软件设计、软件调试，并不断完善。
F(t) 扰码
卷积 编码
交织
数字 调制
插入 导频
串/并
IFFT
插 入 循 环 前 并/串
信
RF TX
数/模
缀和加窗
道 RF RX
模/数
定时和频率 去循环前缀
同步
R(t)
解扰
解V交B 织译码
数字 解调
信道 校正
并/串
串/并 FFT
图 1-1 OFDM 收发原理框图 2.2 主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
同步是决定 OFDM 系统高性能十分重要的方面。实际 OFDM 系统都有同步 过称，主要的同步方法有使用导频、循环前缀和忙算法三种。研究目的为同步的 可以详细实现本步，基本的方针可以略过此步，假设接收端已经于发射端同步。
2.2.11 去掉循环前缀 根据同步得到的数据，分别将给每个符号的同相分量和正交分量开头的保 护间隔去掉。 2.2.12 FFT 与发送端的 IFFT 互为逆变换。 2.2.13 子载波解调
干扰。它表现为对信号的某些频率成分衰减严重，而对另外一些频率成分有较高
的增益。为克服这类衰落，一个很自然的想法是在信道上划分多个子信道，使每
一个子信道的频率特性都近似于平坦，使用这些独立的子信道传输信号并在接收
机中予以合并，以实现信号的频率分集，这就是多载波调制的基本思想。在无线
通信中应用最广的是 OFDM 多载波调制技术，它的每一个子载波都是正交的，
1.2 研究意义及国内外相关研究情况
1966 年，R.W.Chang 分析了在多载波通信系统中如何使经过滤波后带限的子 载波保持正交。随后不久 B.R.Saltzberg 给出了一篇性能分析的文章，他指出在设 计一个有效的并行传输系统时，应该把注意力更多地集中在减少相邻信道的串扰 上，而不是使各个独立的信道工作得更好，因为此时信道串扰是造成信号失真的 主要因素。1971 年，S.B.Weinstein 和 P.M.Ebert 提出用傅立叶变换(DFT)进基带 OFDM 调制和解调。通过 DFT 进行 OFDM 基带调制和解调避免了生成多个子载 波和多个窄带带通滤波器，使系统的模拟前端由多个变为一个，同时由于 DFT 可以用 FFT 来快速实现，这进一步降低了系统实现的复杂度。为对抗符号间干扰 和载波闻干扰，他们提出在符号间插入一段空白时隙作为保护间隔。他们的系统 虽然没有能在色散信道中获得很好的子载波正交性，但对 OFDM 仍是一个很大 贡献。另一个重要贡献来自 A.Peled 和 A.Rmz，他个人提出了采用循环前缀来解 决色散信道中子载波间的正交性问题。当信道响应长度小于循环扩展时，循环前 缀的存在使信号与信道响应的线性卷积变成循环卷积，从而使色散 OFDM 信号 可以通过频域单点均衡进行去相关。当然，循环扩展的引入会导致少量的信噪比 损失。由于无线信道的多径传播会使宽带 OFDM 信号产生频率选择性衰落，导 致各个子信道上的信噪比不同，因此实际的 OFDM 系统都是与交织、纠错编码 结合在一起，形成编码的正交频分复用(COFDM)。交织和编码能够使 OFDM 系 统获得良好的频率和时间二维分集。
毕业设计(论文)开题报告
题目：基于 Matlab 的 OFDM 系统仿真
院（系） 电子信息工程学院 专业 班级 姓名 学号 导师
2012 年 2 月 26 日
1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）