基于Matlab的OFDM系统仿真
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。
无线通信原理-基于matlab的ofdm系统设计与仿真
无线通信原理-基于matlab的ofdm系统设计与仿真基于matlab的ofdm系统设计与仿真摘要OFDM即正交频分复用技术，实际上是多载波调制中的一种。
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，调制到相互正交且重叠的多个子载波上同时传输。
该技术的应用大幅度提高无线通信系统的信道容量和传输速率，并能有效地抵抗多径衰落、抑制干扰和窄带噪声，如此良好的性能从而引起了通信界的广泛关注。
本文设计了一个基于IFFT/FFT算法与802.11a标准的OFDM系统，并在计算机上进行了仿真和结果分析。
重点在OFDM系统设计与仿真，在这部分详细介绍了系统各个环节所使用的技术对系统性能的影响。
在仿真过程中对OFDM信号使用QPSK 调制，并在AWGN信道下传输，最后解调后得出误码率。
整个过程都是在MATLAB环境下仿真实现，对ODFM系统的仿真结果及性能进行分析，通过仿真得到信噪比与误码率之间的关系，为该系统的具体实现提供了大量有用数据。
- 1 -第一章 ODMF系统基本原理1.1多载波传输系统多载波传输通过把数据流分解为若干个子比特流，这样每个子数据流将具有较低的比特速率。
用这样的低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。
在单载波系统中，一次衰落或者干扰就会导致整个链路失效，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衰落或者干扰的影响。
图1,1中给出了多载波系统的基本结构示意图。
图1-1多载波系统的基本结构多载波传输技术有许多种提法，比如正交频分复用(OFDM)、离散多音调制(DMT)和多载波调制(MCM)，这3种方法在一般情况下可视为一样，但是在OFDM中，各子载波必须保持相互正交，而在MCM则不一定。
1.2正交频分复用OFDM就是在FDM的原理的基础上，子载波集采用两两正交的正弦或余弦函sinm,tcosn,t数集。
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OFMD仿真实验-OFDM系统设计1
GI, TG (frac of TU)
24.6%
SubC 1K/2K
spacing/Hz
（子载波间隔）
4K/8K
1⁄4, 1⁄32
1⁄8,
1⁄16,
1⁄4, 1⁄32
1⁄8,
1⁄16,
1⁄4,
1⁄6,
1⁄9
4, 464 1, 116
4,464, 2,232, 1,116
2,000
1/128, 1/32, 1/16, 19/256, 1/8, 19/128, 1/4.
(CFO):
f
f
tx c
f
rx c
Doppler Shift (多普勒偏移)
CFO Estimation & Compensation
(先估计出偏移然后补偿，然后就可以消除频偏CFO实现同步)
Time/Frequency Synchronization
Find the start point of OFDM symbols (ISI free) CFO Estimation & Compensation (ICI free)
Noise Figure
SNR -- Signal to Noise Ratio -- 信噪比
Tx/Rx process of OFDM system
Time Synchronization
(时间同步)
Inter-symbol Interference (ISI)
N
N
N
Find the start point of OFDM symbols
Physical Layer System Design
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 ofdm通信系统仿真代码
基于matlab ofdm通信系统仿真代码
基于MATLAB OFDM通信系统仿真代码是一种应用在无线通信领域的高
效的通信技术。
OFDM（正交分频多载波）技术是一种高效的技术，它
能够在有限的信道容量内传输大量的数据，同时也能抵御多径衰减和
多路径效应。
此外，OFDM还可以抵抗非线性干扰和伪噪声，从而提高
系统的可靠性和稳定性。
MATLAB OFDM通信系统仿真代码可以帮助我们快速验证一个OFDM系统的性能，从而帮助我们更好地理解OFDM技术
背后的原理和技术。
MATLAB OFDM通信系统仿真代码由信道模拟、OFDM调制和解调制的子
模块组成，其中每个子模块都可以通过MATLAB编程实现。
首先，我们
需要定义一个简单的信道函数，以模拟实际信道的衰减和多路径效应，然后将信号传输给OFDM调制模块，它将信号转换成OFDM调制的多载
波信号。
接着，多载波信号被发射到信道中，经过信道后，经过OFDM
解调制模块处理，得到恢复后的信号，再经过信道衰减模拟得到最终
信号，完成仿真。
通过使用MATLAB OFDM通信系统仿真代码，我们可以更有效地对OFDM
技术进行仿真评估，同时也可以获得更为准确、直观的仿真结果。
此外，MATLAB OFDM通信系统仿真代码还可以帮助我们了解OFDM技术的
具体实施方法，为实际开发工作提供有效的技术支持。
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的OFDM的仿真和研究
LOGO
第二部分:OFDM的原理
OFDM技术是一种多载波调制技术，其特点是各副载波相互正 交。设{fm}是一组载波频率，各载波频率的关系为：{fm}=f0+m/T m=0 1 2 „N-1 （1）式中，T是单元码的持续时间，f0是发送频 率。作为载波的单元信号组定义为:式中l的物理意义对应于“帧 ”（即在第l时刻有m路并行码同时发送）。其频谱相互交叠。 OFDM是由一系列在频率上等间隔的副载波构成，每个副载波数字 符号调制，各载波上的信号功率形式都是相同的。在接收端，是 个逆过程，可以解调出相应的载波，这就是OFDM的基本原理。当 传输信道中出现多径传播时，在接收副载波间的正交性将被破坏 ，使得每个副载波上的前后传输符号间以及各副载波之间发生相 互干扰。为解决这个问题，就在每个OFDM传输信号前插入一保护 间隔，它是由OFDM信号进行周期扩展而来。只要多径时延不超过 保护间隔，副载波间的正交性就不会被破坏。
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致谢
本人研究及学位论文是在我的导师余庚老师的亲切关 怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精 神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在此谨 向余老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的通信 0802的同学，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个 一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。从开始进入课题 到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我 无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢 培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!
意义： OFDM利用载波间的正交性进一步提高频谱利用率,而 且可以抗窄带干扰和多径衰落。它通过多个正交的子载波将 串行的数据并行传输,可以增大码元的宽度,减少单个码元占用 的频带,抵抗多径引起的频率选择性衰落;可以有效克服码间串 扰( ISI) ,降低系统对均衡技术的要求,适用于多径环境和衰 落信道中的高速数据传输，而且信道利用率很高, 所以它对未 来的通信作用很大，对其研究和仿真能更好的体会OFDM的 各种优秀的性能。
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。
毕业设计86基于Matlab的OFDM系统仿真
第1章绪论正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一种特殊的多载波方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作是一种复用技术。
1.1研究OFDM的意义及背景现代通信的发展是爆炸式的。
从电报、电话到今天的移动电话、互联网，人们从中享受了前所未有的便利和高效率。
从有线到无线是一个飞跃，从完成单一的话音业务到完成视频、音频、图像和数据相结合的综合业务功能更是一个大的飞跃。
在今天，人们获得了各种各样的通信服务，例如，固定电话、室外的移动电话的语音通话服务，有线网络的上百兆bit的信息交互。
但是通信服务的内容和质量还远不能令人满意，现有几十Kbps传输能力的无线通信系统在承载多媒体应用和大量的数据通信方面力不从心:现有的通信标准未能全球统一，使得存在着跨区的通信障碍;另一方面，从资源角度看，现在使用的通信系统的频谱利用率较低，急需高效的新一代通信系统的进入应用。
目前，3G的通信系统己经进入商用，但是其传输速率最大只有2Mbps，仍然有多个标准，在与互联网融合方面也考虑不多。
这些决定了3G通信系统只是一个对现有移动通信系统速度和能力的提高，而不是一个全球统一的无线宽带多媒体通信系统。
因此，在全世界范围内，人们对宽带通信正在进行着更广泛深入的研究]4[。
正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一种特殊的多载波方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作是一种复用技术。
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或窄带干扰。
正交频分复用（OFDM）最早起源于20世纪50年代中期，在60年代就已经形成恶劣使用并行数据传输和频分复用的概念。
1970年1月首次公开发表了有关OFDM的专利。
在传统的并行数据传输系统中，整个信号频段被划分为N个相互不重叠的频率子信道。
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OFMD仿真实验-OFDM基础
Always integer number of periods for each subcarriers during the duration of an OFDM symbol.
OFDM插入保护间隔消除ISI和ICI的具体分析专题
一、基本概念
我们已经知道，OFDM是通过给每一个OFDM符号插入一个保护 间隔的方法去消除ISI和ICI的。这里先来澄清几个概念。
transmit during the guard interval(GI), so that there are always integer number of periods for each subcarriers during the duration of an OFDM symbol T. T TGI TFFT
这样以来，我们发现插入保护间隔后，只要保护间隔长度大于 信号最大时延，那么因为多径时延造成的ISI基本就可以消除。当 然，实现这一理论的前提是，解调端解调信号时把保护间隔忽略 掉，并不把他当成是有效信号的成分。
换句话说，保护间隔长度大于信道的最大多径时 延，这样一个OFDM的多径分量就不会对下一个 OFDM符号构成干扰。下一个符号因为是以保护间隔 开头，之后才是真实数据，它不会受到上一个符号 的影响，因为上一个符号的一部分都会落在保护间 隔内。所以，积分区间选择从真实数据开始到结束 （落在下一个符号的保护间隔内）
至于ISI，在码元周期BD内，具有延时的第二子载波完全就是对 原第二子载波的完美复制，不会对第二子载波产生ISI影响了。所 以，ISI也被完美解决。
CP主要用来满足不同载波在同一采样间隔内的周期差为整数以 克服载波间干扰，并抗拒多径时延(故CP的长度主要取决于两个因 素，一是信道的相干时间长度，二是OFDM符号的持续时间
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 ofdm通信系统仿真代码
基于matlab ofdm通信系统仿真代码
OFDM通信系统仿真模拟是以正交频分复用技术(OFDM)作为主要的信号传输技术，在实现对无线信号的检测、编码、调制、叠加噤等功
能时可以通过Matlab等软件来进行模拟仿真。
仿真工作首先建立OFDM系统的信号模型，OFDM的原理是通过将
一个OFDM信号分成多个相互正交的子载波，并在每个子载波上实现移相、移幅调制，从而在信道上传输多路符号。
由于子载波之间相互正交，故可以实现多路数据同时传输，从而提高数据传输率和传输容量。
仿真建模过程中，首先根据要求确定可用的OFDM子载波数目以
及子载波的调制方式。
然后设定数据信道的配置，选择需要用到的信
道编码，这些元素将影响OFDM系统的信噪比和数据传输率。
最后定义
噪声接收，模拟噪声叠加，并实现对接收端信号的处理，存储等步骤。
通过上述步骤，系统建模工作就完成了。
之后可以使用Matlab
对模型进行仿真，看看OFDM系统表现如何。
仿真结果可以以图像的形
式显示出来，从而更好地理解传输的性能，从而有利于调整系统参数，提高系统的效率和可靠性。
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。
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论文题目: 基于MATLAB的OFDM系统仿真学院：专业年级：学号：姓名：指导教师、职称：2010 年 12 月 10 日基于Matlab的OFDM系统仿真摘要：正交频分复用（OFDM）是一种多载波宽带数字调制技术。
相比一般的数字通信系统，它具有频带利用率高和抗多径干扰能力强等优点，因而适合于高速率的无线通信系统。
正交频分复用OFDM是第四代移动通信的核心技术。
论文首先简要介绍了OFDM 基本原理。
在给出OFDM系统模型的基础上，用MATLAB语言实现了整个系统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，对OFDM系统误码率影响的比较曲线，得出了较理想的结论，通过详细分析了了技术的实现原理，用软件对传输的性能进行了仿真模拟并对结果进行了分析。
介绍了OFDM技术的研究意义和背景及发展趋势,还有其主要技术和对其的仿真｡具体如下:首先介绍了OFDM的历史背景､发展现状及趋势､研究意义和研究目的及研究方法和OFDM的基本原理､基本模型､OFDM的基本传输技术及其应用,然后介绍了本课题所用的仿真工具软件MATLAB,并对其将仿真的OFDM各个模块包括信道编码､交织､调制方式､快速傅立叶变换及无线信道进行介绍,最后是对于OFDM的流程框图进行分析和在不影响研究其传输性的前提下进行简化,并且对其仿真出来的数据图形进行分析理解｡关键词：OFDM；MATLAB；仿真一、OFDM的意义及背景现代通信的发展是爆炸式的。
从电报、电话到今天的移动电话、互联网，人们从中享受了前所未有的便利和高效率。
从有线到无线是一个飞跃，从完成单一的话音业务到完成视频、音频、图像和数据相结合的综合业务功能更是一个大的飞跃。
在今天，人们获得了各种各样的通信服务，例如，固定电话、室外的移动电话的语音通话服务，有线网络的上百兆bit的信息交互。
但是通信服务的内容和质量还远不能令人满意，现有几十Kbps传输能力的无线通信系统在承载多媒体应用和大量的数据通信方面力不从心:现有的通信标准未能全球统一，使得存在着跨区的通信障碍;另一方面，从资源角度看，现在使用的通信系统的频谱利用率较低，急需高效的新一代通信系统的进入应用。
目前，3G的通信系统己经进入商用，但是其传输速率最大只有2Mbps，仍然有多个标准，在与互联网融合方面也考虑不多。
这些决定了3G通信系统只是一个对现有移动通信系统速度和能力的提高，而不是一个全球统一的无线宽带多媒体通信系统。
因此，在全世界范围内，人们对宽带通信正在进行着更广泛深入的研究。
正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一种特殊的多载波方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作是一种复用技术。
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或窄带干扰。
正交频分复用（OFDM）最早起源于20世纪50年代中期，在60年代就已经形成恶劣使用并行数据传输和频分复用的概念。
1970年1月首次公开发表了有关OFDM的专利。
在传统的并行数据传输系统中，整个信号频段被划分为N个相互不重叠的频率子信道。
每个子信道传输独立的调制符号，然后再将N个子信道进行频率复用。
这种避免信道频谱重叠看起来有利于消除信道间的干扰，但是这样又不能有效利用宝贵频谱资源。
为了解决这种低效利用频谱资源的问题，在20世纪60年代提出一种思想，即使用子信道频谱相互覆盖的频域距离也是如此，从而可以避免使用高速均衡，并且可以对抗窄带脉冲噪声和多径衰落，而且还可以充分利用可用的频谱资源。
常规的非重叠多载波技术和重叠多载波技术之间的差别在于，利用重叠多载波调制技术可以几乎节省50%的带宽。
为了实现这种相互重叠的多载波技术，必须要考虑如何减少各个子信道之间的干扰，也就是要求各个调制子载波之间保持正交性。
1971年，Weinstein和Ebert把离散傅立叶变换（DFT）应用到并行传输系统中，作为调制和解调过程的一部分。
这样就不再利用带通滤波器，同时经过处理就可以实现FDM。
而且，这样在完成FDM的过程中，不再要求使用子载波振荡器组以及相关解调器，可以完全依靠执行快速傅立叶变换（FFT）的硬件来实施。
早在20世纪60年代，OFDM技术就已经被应用到多种高频军事系统中，其中包括KINEPLEX、ANDEFT以及KNTHRYN等。
以KNTHRYN为例，其中的可变速率的数据调制解调器可以最多使用34个并行低速调相子信道，每个子信道之间的间隔为82Hz。
但是直到20世纪80年代中期，随着欧洲在数字音频广播（DAB）方案中采用OFDM，该方法才开始受到关注并且得到了广泛的应用。
1、OFDM系统的发展现状自上世纪90年代以来，正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的应用已越来越广泛。
经过多年的发展，该技术在广播式的音频和视频领域己得到广泛的应用。
主要的应用包括:非对称的数字用户环路 (ADSL), ETSI标准的音频广播(DAB)、数字视频广播 (DVB)等。
1999年IEEE 802.11a通过了一个5GHz的无线局域网标准，其中OFDM调制技术被采用为它的物理层标准OETSI 的宽带射频接入网(BRAN)的局域网标准也把OFDM定为它的调制标准技术。
1999年12月，包括Ericsson, Nokia和Wi-LAN在内的七家公司发起了国际OFDM论坛，致力于策划一个基于OFDM技术的全球性单一标准。
现在OFDM 论坛的成员已经增加到46个会员，其中15个为主要会员。
我国的信息产业部也己参加了OFDM论坛，可见OFDM 在无线通信的应用己引起国内通信界的重视。
2000年1月，OFDM论坛的固定无线接入工作组向IEEE 892.63城域网委员会提交了一份建议书，提议采用OFDM 技术作为IEEE892.16.3城域网的物理层(PHY)标准。
随着IEEE802.l la和BRAN HyperLAN/2两个标准在局域网的普及和应用，OFDM 技术将会进一步在无线数据本地环路的广域网领域做出重大贡献。
OFDM由于其频谱利用率高，成本低等原因越来越受到人们的关注。
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将越来越得到广泛的应用。
并且，随着DSP芯片技术的发展，傅立叶变换、反变换、高速Modem采用的64/128/256QAM技术、栅格编码技术、软判决技术、信道自适应技术、插入保护间隔、减少均衡计算量等成熟技术的逐步引入，人们将会集中越来越多的精力开发OFDM技术在移动通信领域的应用，预计第三代以后的无线宽带通信的主流将会基于OFDM技术。
除了己经标准化了的系统之外，OFDM 正在作为四代移动通信的关键技术在各国进行广泛的研究和试验，我国大唐电信，还有日本，韩国也在去年相继开始了OFDM在四代移动通信中的研究。
OFDM目前存在两个不同的联盟:一个是OFDM论坛，主要协调各成员递交给IEEE与OFDM有关的建议;另一个是宽带无线互连网论坛，开发了一个VOFDM规范。
OFDM论坛已经在IEEE 802.16无线MAN会议上向802.16.3分会递交了物理层建议，在这个会议上除了CDMA外有许多OFDM的建议被提出。
除了标准无线局域网的系统研究外，许多公司与研究机构已经对OFDM的关键技术进行了广泛的试验，在基于OFDM高速无线传输上取得了很好的成果。
AT&T在4G物理层的方面进行了智能天线、多输人多输出系统、空—时编码、动态包分配和W-OFDM等的研究。
已经在室内和现场测试中验证了OFDM接收系统分离不同天线接收所信号的能力，完成了全移动和室外到室内环境下发射天线、接收天线配置的测试。
Flarion技术公司致力于Flash-OFDM的研究与推广;Wi-LAN公司的W-OFDM技术在最近的测试中，对70mph 的移动系统达到了30Mbps的数据传输速率，超过了业界对4G期望的10Mbps速率。
Lucent实现了室内8发射天线、12接收天线在30kH z带宽26bps/Hz的传输率。
符合IEEE802.11a标准的ASIC已经批量生产，内置所有物理层的信号处理功能，包括参量化的均衡器、时钟偏移跟踪、可编程的模式捕获与转换器等，可以达到标准54Mbps的速率。
2、的发展趋势今后，OFDM的发展方向主要是增加传输距离、进一步提高传输速率以及与现有的网络设备兼容。
随着数字信号处理和大规模集成电路技术的飞速发展，OFDM调制已经逐渐应用到无线通信、高清晰度广播电视等领域。
采用OFDM 技术实现电力线上高速数据的传输是一个崭新的课题，这方面Intellon公司率先在全球做了积极的探索。
该公司经过几年的努力研制出了电力线高速数据的产品PowerPacket。
该系统采用OFDM技术，将4．3 MHz～20．9 MHz的频带划分成84个子信道，每个子信道可以采用DQPSK、DBPSK或ROBO调制方式，传输速率不小于14Mbps 。
OFDM调制的高速率和良好的性能是通过提高系统复杂性为代价获得的。
该技术的最大难点是如何实现各个子信道的精确同步。
OFDM的基础是各个子载波必须满足频率正交性的特点，如果正交性恶化，整个系统的性能会严重下降，即产生OFDM所特有的通道间串扰（ICI）。
随着数字信号处理和锁相环（PLL）技术的发展，现在人们可以精确跟踪信道冲激响应的实时变化，均衡ICI的影响。
二、OFDM基本原理一个完整的OFDM系统原理如图1所示。
OFDM的基本思想是将串行数据，并行地调制在多个正交的子载波上，这样可以降低每个子载波的码元速率，增大码元的符号周期，提高系统的抗衰落和干扰能力，同时由于每个子载波的正交性，大大提高了频谱的利用率，所以非常适合移动场合中的高速传输。
图1 OFDM系统原理框图在发送端，输入的高比特流通过调制映射产生调制信号，经过串并转换变成N条并行的低速子数据流，每N个并行数据构成一个OFDM符号。
插入导频信号后经快速傅里叶反变换(IFFT)对每个OFDM符号的N个数据进行调制，变成时域信号为：（1）式中：m为频域上的离散点；n为时域上的离散点；N为载波数目。
为了在接收端有效抑制码间干扰(InterSymbol Interference，ISI)，通常要在每一时域OFDM符号前加上保护间隔(Guard Interval，GI)。
加保护间隔后的信号可表示为式(2)，最后信号经并／串变换及D／A转换，由发送天线发送出去。
接收端将接收的信号进行处理，完成定时同步和载波同步。
经A／D转换，串并转换后的信号可表示为：yGI(n)=xGI(n)*h(n)+z(n)+w(n) (3)然后，在除去CP后进行FFT解调，同时进行信道估计(依据插入的导频信号)，接着将信道估计值和FFT解调值一同送入检测器进行相干检测，检测出每个子载波上的信息符号，最后通过反映射及信道译码恢复出原始比特流。