OFDM系统仿真实验报告

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实验三-基带OFDM系统及其仿真

实验三基带OFDM系统及其仿真一、实验原理正交频分复用（OFDM）系统是一种特殊的多载波传输方案，它可以被看作是一种调制技术，也可以被当作一种复用技术。

多载波传输把数据流分解成若干个子比特流，这样每个子数据流将具有低得多的比特速率，用这样的低比特率形成的低速率多状态符号再去调制相应的子载波，就构成多个低速率符号并行发送的传输系统。

正交频分复用是对多载波调制（MCM）的一种改进。

它的特点是各子载波相互正交，所以扩频调制后的频谱可以相互重叠，不但减小了子载波间的相互干扰，还大大提高了频谱利用率。

选择OFDM的一个主要原因在于该系统能够很好地对抗频率选择性衰落和窄带干扰。

在单载波系统中，一次衰落或者干扰就可以导致整个链路失效，但是在多载波系统中，某一时刻只会有少部分的子信道会受到深衰落的影响。

1.原理框图图1所示为OFDM系统原理框图：图1 OFDM系统原理框图2.DFT实现对于N比较大的系统来说，OFDM复等效基带信号可以采用离散傅立叶逆变换（IDFT ）方法来实现。

对信号)(t s 以N T 的速率进行抽样，即令N kT t =)1,,1,0(-⋅⋅⋅=N k ，则得到:210(/),01ik N j N k i i s s kT N d e k N π-===≤≤-∑ 可以看到k s 等效为对i d 进行IDFT 运算。

同样在接收端，为了恢复出原始的数据符号i d ，可以对k s 进行逆变换，即DFT 得到：210,01ikN j Ni k k d s e i N π--==≤≤-∑OFDM 系统的调制和解调可以分别由IDFT 和DFT 来代替。

通过N 点的IDFT 运算，把频域数据符号i d 变换为时域数据符号k s ,经过射频载波调制之后，发送到无线信道中。

其中每个IDFT 输出的数据符号k s 都是由所有子载波信号经过叠加而生成的，即对连续的多个经过调制的子载波的叠加信号进行抽样得到的。

西南交通大学移动通信OFDM仿真实验报告

利用Matlab软件，分别建立OFDM基带传输系统，仿真其在Rayleigh信道下的系统BER性能。

clear allnFFT = 64; % 快速傅里叶变化大小nDSC = 52; % 载波数目nBitPerSym = 52; % 每个OFDM符号所含信息量(与bpsk的子载波数目相同) nSym = 10^4; % 信元数EbN0dB = [0:35]; % EB/N0EsN0dB = EbN0dB + 10*log10(nDSC/nFFT) + 10*log10(64/80); % EB/N0--->SNR for ii = 1:length(EbN0dB) % 信号产生ipBit = rand(1,nBitPerSym*nSym) > 0.5; % 等概率随机生成信号0，1ipMod = 2*ipBit-1; % BPSK调制0 --> -1, 1 --> +1ipMod = reshape(ipMod,nBitPerSym,nSym).'; % 分组为多个符号% 调制符号的子载波范围分配[-26 至-1, +1 至+26]xF=[zeros(nSym,6)ipMod(:,[1:nBitPerSym/2])zeros(nSym,1)ipMod(:,[nBitPerSy m/2+1:nBitPerSym]) zeros(nSym,5)] % 进行IFFT变化，进行符号功率归一化到1 xt = (nFFT/sqrt(nDSC))*ifft(fftshift(xF.')).'; % 附加循环前缀为T/4xt = [xt(:,[49:64]) xt]; % 设定10个多径传输信道nT ap = 10;ht = 1/sqrt(2)*1/sqrt(nT ap)*(randn(nSym,nT ap) + j*randn(nSym,nT ap)); % 计算并存储用于接受的信道频响hF = fftshift(fft(ht,64,2)); %将fft的dc分量移到频谱中心% 与随即信道的每个码元卷积for jj = 1:nSymxht(jj,:) = conv(ht(jj,:),xt(jj,:));endxt = xht; % 连接多个码元形成长向量xt = reshape(xt.',1,nSym*(80+nT ap-1)); % 生成服从标准正态分布的高斯噪声nt = 1/sqrt(2)*[randn(1,nSym*(80+nT ap-1)) + j*randn(1,nSym*(80+nT ap-1))]; % 附加噪声，由于循环前缀导致的能量消耗用sqrt（80/64）补足yt = sqrt(80/64)*xt + 10^(-EsN0dB(ii)/20)*nt; % 接收机yt = reshape(yt.',80+nT ap-1,nSym).'; % 将接受的信号进行yt = yt(:,[17:80]); % 去除循环前缀% 转换到频域yF = (sqrt(nDSC)/nFFT)*fftshift(fft(yt.')).'; % 通过已知的频响进行均衡yF = yF./hF; % 提取所需载波yMod = yF(:,[6+[1:nBitPerSym/2] 7+[nBitPerSym/2+1:nBitPerSym] ]); % BPSK 解调% +ve --> 1, -ve --> -1ipModHat = 2*floor(real(yMod/2)) + 1;ipModHat(find(ipModHat>1)) = +1;ipModHat(find(ipModHat<-1)) = -1; % 模数变换ipBitHat = (ipModHat+1)/2;ipBitHat = reshape(ipBitHat.',nBitPerSym*nSym,1).'; % 计算错误个数nErr(ii) = size(find(ipBitHat - ipBit),2);endsimBer = nErr/(nSym*nBitPerSym); %计算误码率EbN0Lin = 10.^(EbN0dB/10); %线性化信噪比theoryBer = 0.5.*(1-sqrt(EbN0Lin./(EbN0Lin+1)));%理论信噪比%绘图close all;figuresemilogy(EbN0dB,theoryBer,'bs-','LineWidth',2);hold onsemilogy(EbN0dB,simBer,'mx-','LineWidth',2);axis([0 35 10^-5 1]) grid onlegend('Rayleigh-Theory', 'Rayleigh-Simulation');xlabel('Eb/No,dB') ylabel('BER')title('BPSK在OFDM系统下的BER')。

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。

实验四 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)程序主代码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);figure(1),stem(xx,'.k');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');title('映射后的星座图');ff=ifft(yy,N);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:N1ss(j)=ff(N3+j);for j=1:Nss(N1+j)=ff(j);endfigure(5),stem(ss,'.k');title('加N/4循环前后缀');%ss=wgn(1,N5,0,10,'dBW','complex');ss=awgn(ss,SNR);figure(6),stem(ss,'.m');title('加入噪声后');zz=fft(ss((N1+1):N5),N);figure(7),plot(zz,'.b');title('傅里叶变换后');rr=istar(zz,N);figure(8),plot(rr,'.r');title('纠错后的星座图');dd=decode(rr,N);figure(9),stem(dd,'.m');title('星座图纠错并解码后');%bb=d2b(dd,N);bb=d2bb(dd,N);figure(10),stem(bb,'.b');title('转化为0/1比特流后');2)十进制转二进制函数%十进制转二进制function bb=d2b(dd,N)for j=1:N*4bb(j)=0;endfor j=1:4:N*4bb1=dec2bin(dd(floor(j/4)+1),4); for k=1:4bb(4*(j-1)+k)=bb1(k);endend3)十进制转化为01比特流函数%十进制转化为01比特流function bb=d2bb(dd,N)for j=1:N*4bb(j)=1;endwhile(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;end4)星座图逆映射函数%星座图逆映射function yy=decode(rr,N)for j=1:Nswitch(rr(j))case -3-3*i yy(j)=0;case -3-iyy(j)=1;case -1-3*i yy(j)=2;case -1-iyy(j)=3;case -3+3*iyy(j)=4;case -3+iyy(j)=5;case -1+3*i yy(j)=6;case -1+iyy(j)=7;case 3-3*i yy(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;endend5)星座图逆映射函数%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);end6)星座图映射函数%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四、实验结果五、实验结论OFDM技术可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。

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) 。

实验四 OFDM仿真

实验四：OFDM 仿真【实验目的】1. 理解OFDM 调制解调的原理；2. 学会创建衰落信道模型；3. 掌握System View 软件的使用；【实验内容】1. 利用SystemView 创建多径信道和莱斯信道模型；2. 搭建OFDM 调制解调系统；【实验仪器】1. 计算机；2. SystemView 仿真软件；【实验原理及相关知识】1.OFDM 原理OFDM 的英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing ，中文含义为正交频分复用技术。

正交频分复用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，再通过加入循环前缀，保证系统不受多径干扰引起的码间干扰（ISI ）的影响，它还可以有效对抗多径传播。

（1）频谱效率计算：子载波间正交可以使载波间交叠而彼此间又不会因交叠失真。

因此用正交子载波技术可以节省宝贵的频率资源。

对于一个典型的单载波系统起符号带宽W 与符号周期Ts 之间具有如下的关系：W=2/Ts ，而数据传输速率为 2log MR=Ts （bit/s ），式中的M 为调制字符集大小,由此可得到单载波系统的频谱效率为：21=log 2R M W (bit/s/Hz)。

对于OFDM 系统，其信号带宽W 与周期Ts 之间的关系为1=(N+1)W NTs，数据传输速率仍为2log MR=Ts（bit/s ）由此可得到OFDM 系统的频谱效率为22N =log log N+1R M M W (bit/s/Hz)（N 较大时），所以当子信道数N 较大时，OFDM 系统的频谱效率是单载波系统的两倍。

（2）OFDM 基本原理OFDM 的基本思想是将串行高速的数据流并行的调制在多个正交的子载波上进行传输，这样可以降低每个子载波的码元速率，增大码元的符号期，从而抵抗多径引起的频率选择性衰落，有效克服码间串扰(ISI)，降低系统对均衡技术的要求。

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。

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。

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。

OFDM调制解调系统---仿真与结果分析完结

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：表4-1 MATLAB仿真参数设置由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，如下图所示：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。

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。

（通信工程毕设）OFDM调制解调系统仿真与结果分析

（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。

《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。

MIMO OFDM系统原理与仿真实验

2、画出OFDM符号的时域波形、功率谱图。 3、信道为加性高斯白噪声信道。
4、画出信道输出端信号的时域波形和功率谱图。
5、画出OFDM解调后信号的星座图。
6、画出整个OFDM系统在不同信噪比下的误码率
曲线。
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实验二 MIMO系统的容量仿真
一、实验目的
利用本实验对MIMO系统的容量进行深入的理解。让学生理解发送天线与接收天线的个数对MIMO系统容量的影响；了解通信系统信噪比对MIMO系统容量的影响；了解发送端是否知道信道信息对MIMO系统容量的影响。
实验一 OFDM信号的产生与解调
一、实验目的
借助数字信号处理课程中的快速傅立叶反变换（IFFT）和快速傅立叶变换（FFT）相关知识，实现基带OFDM系统的调制和解调。
本实验的目的是利用MATLAB软件构成一个OFDM系统的仿真平台，利用这个仿真平台能够实现OFDM发送端与接收端的功能，并且，通过这个平台能够验证循环前缀、加窗对OFDSO、MISO、SIMO、MIMO系统容量的比较 2、瑞利衰落信道MIMO系统容量仿真； 3、MIMO系统容量随天线数变换曲线仿真； 4、MIMO系统容量随信噪比变化曲线仿真。
三、实验要求
给出实验内容的仿真曲线并对仿真结果进行分析。
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实验三 OFDM以及MIMO-OFDM 系统的信道估计
一、实验目的
通过本实验让学生掌握基于导频的信道估计算法。通过本实验了解LS估计与MMSE估计的性能，了解导频的图案对信道估计的性能影响；了解导频信号的选择对信道估计的影响。
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二、实验内容
1、编制一个2发2收的MIMO-OFDM系统信道估计程序；
2、通过本程序实现基于LS的MIMO-OFDM系统的信道估计；

基于MATLAB的OFMD仿真实验-OFDM基础1

Frequency Selective Fading
Delay spread Tm is much larger than symbol duration T
Inter-symbol interference (ISI)
同一个信息的信号由于到达目的地的路径不同，导致了到达时间不同。也就是接收端在时间1收到第一条路径发来的该信息，可能在时间4收到2条路径发来的该信息。假设这个信息有这两条到达路径，那么接收端本来应该在时间1接收完所有关于该信息的信号，结果却在时间4之后才全部收完。
Multipath channel
In wireless telecommunications, multipath is the propagation phenomenon that result in radio signals reaching the receiving antenna by two or more paths.
相干时间和相干带宽都是描述信道特性的参数，当两个发射信号的频率间隔小于信道的相干带宽，那么这两个经过信道后的，受到的信道传输函数是相似的，由于通常的发射信号不是单一频率的，即一路信号也是占有一定带宽的，如果，这路信号的带宽小于相干带宽，那么它整个信号受到信道的传输函数是相似的，即信道对信号而言是平坦特性的，非频率选择性衰落的。
(TM / max：最大(多径)时延扩展)
BC 1 TM
信道扩展主要可以分为三方面：多径(时延)扩展(delay spread)；多普勒扩展；角度扩展。
相干带宽(coherence bandwidth) 是描述时延扩展的：相干带宽是表征多径信道特性的一个重要参数，它指某一特定的频率范围，在该频率范围内任意两个频率分量都具有很强的幅度相关性。即: 在相干带宽范围内，多径信道具有恒定的增益和线性相位。通常，相干带宽Bc近似等于最大多径s), is roughly inversely

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。

《宽带无线接入技术》仿真实验三OFDM系统PAPR问题

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PAPR问题二、仿真要求以下题目二选一：一、四种减小PAPR性能对比要求一：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，比较四种不同DFT扩频方法（OFDMA、LFDMA、DFDMA、IFDMA）的PAPR性能，并画出不同PAPR门限值下大于该门限值的概率。

二、验证PAPR的理论值要求一：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4psk；要求二：要求验证PAPR的理论值①设计仿真方案，验证不同门限值下的PAPR大于该门限值的仿真值与理论值是否一致，且要求对比不同的子载波。

②进一步验证过采样情况下PAPR的仿真值与理论值是否一致，且要求对比不同的子载波。

请双面打印，按规定时间提交实验报告三、仿真方案详细设计此次实验我选择的是第一个仿真题目，比较四种不同DFT扩频方法（OFDMA、LFDMA、DFDMA、IFDMA）的PAPR性能。

DFT扩频方法是老师最后补充的一种减小PAPR的方法，所以书上没有详细的介绍，这种方法将多址技术结合起来，具有一定的优势。

原理就是将N个子载波分配给每个用户，每个用户分得M个子载波。

先进行M点DFT,然后进行N点的映射，再进行IFFT，在N点映射的这个过程有不同的映射方法，所以有不同的对比。

OFDM是一种调制方式；OFDMA是一种多址接入技术，用户通过OFDMA 共享频带资源，接入系统。

实现过程：OFDMA:正交频分多址。

在M点向N点映射的过程中，每隔N/M=S的间隔补零，但是不进行DFT扩频，所以就是一种传统的OFDM的方式。

DFDMA:分布式频分多址。

在M点向N点的映射过程中，进行DFT变换后，每隔一个或者两个（小于M-1）的间隔插零，剩下的直接在最后补零。

COFDM系统仿真及其信道与加噪声分析报告报告材料

COFDM 系统仿真及其信道与加噪声分析一、实验目的掌握COFDM 系统组成原理；在MATLAB 软件中simulink 平台对COFDM 进行建模仿真并分析实验结果；对信道模块进行分析并分析加噪声对信噪的影响以及改进方案。

二、关于COFDMCOFDM （Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing ，基于编码正交频分复用），是一种多载波数字调制技术，采用正交的N 个子载波来并行传输数据，从而使每个子载波上的数据速率降到原来的1N，因而可以有效地克服多径衰落。

虽然 OFDM 的概念已经存在很长时间。

但是直到最近随着多媒体业务的发展，它才被人们认识到是一种实现高速双向无线数据通信的优良方法，目前正受到越来越多的关注。

COFDM 是将高速串行数据分成成百上千路并行数据，并分别对不同的载频进行调制，这种并行传输体制大大扩展了符号的脉冲宽度，提高了抗多径衰落的性能。

同时，在传统的频分复用方法中，各子载波之间的频谱互不重叠，频谱利用率较低。

采用 COFDM 技术，一个 COFDM 符号之内包括多个经过调制的子载波的合成信号，每个子载波在频谱上相互重叠，这些频谱在整个符号周期内满足正交性，因而在接收端可以保证无失真恢复，从而大大提高频谱利用率。

用N 表示子信道的个数，T 表示 OFDM 符号的宽度，i d （0,1,i N =…,-1）是分配给每个子信道的数据符号，c f 是第0个子载波的载波频率，则从s t t =开始的 COFDM 符号可以表示为()()()()11Re rect /2exp 2/0otherN i s c s t d t t T j f i T t t ts t ts T s t π-=⎧⎧⎫--+-≤≤+⎡⎤⎪⎨⎬⎣⎦=⎨⎩⎭⎪⎩∑式中，()rect 1t =，/2t T ≤。

然而在实际仿真时，通常采用复等效基带信号来描述 COFDM 的输出信号()()()1rect /2exp /0otherN i s s t d t t T j i t t T ts t ts T s t π-=⎧---≤≤+⎡⎤⎪⎣⎦=⎨⎪⎩∑一个完整的OFDM系统原理如图1所示。