基于Matlab的OFDM系统仿真及分析毕业设计
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。
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 themodulation and demodulation of OFDM system，obtaining a general expressionof OFDM mark, and giving the design formulas of system parameters，principle of windowing technique, OFDM system modelbased on IFFT/FFT，the origin which achieves the OFDM system by using IDFT and DFT。
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。
2010年本科毕业设计：基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析
2010年本科毕业设计：基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析MATLABOFDM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。
:正交频分复用;仿真;循环前缀;信道估计ITitle: MATLAB Simulation and Performance Analysis of OFDM System ABSTRACT OFDM is the key technology of 4G in the field of mobile communication. In thisarticle OFDM basic principle is briefly introduced. This paper analyzes themodulation and demodulation of OFDM system, obtaining a general expression ofOFDM mark, and giving the design formulas of system parameters, principle ofwindowing technique, OFDM system model based on IFFT/FFT, the origin whichachieves the OFDM system by using IDFT and DFT. Then, the influence of CP anddifferent channel estimation on the system performance is emphatically analyzedrespectively in Gauss and Rayleigh fading channels in the condition of idealsynchronization. Besides, based on the given system model OFDM system iscomputer simulated with MATLAB language and the referential design procedure isgiven. Finally, the BER curves of CP and channel estimation are given and compared.The conclusion is satisfactory.KEYWORDS:OFDM; Simulation; CP; Channel estimationII1 概述..............................................................11.1 OFDM的发展及其现状 (2)1.2 OFDM的优缺点 (2)2 OFDM的基本原理 ...................................................42.1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.........................133.1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)III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。
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通信系统模型的仿真调研报告
基于MATLAB的OFDM通信系统模型的仿真调研报告毕业论⽂(设计)调研报告题⽬：基于MA TLAB的OFDM通信系统模型的仿真学⽣姓名：崔剑学号：专业班级：应⽤电⼦指导教师：⽑⼩燕完成时间： 2012年4⽉5⽇基于MATLAB的OFDM通信系统模型的仿真⼀．主要⽬标任务：综合运⽤所学知识，设计⼀个基于MATLAB的OFDM通信系统模型的仿真。
1）对以前所学知识进⾏系统的复习，全⾯的综合并将其联贯。
2）学会了独⽴的分析和解决问题和进⾏相关社会调查的能⼒3）学会了查阅⽂献的⽅法和培养查阅⽂献的良好习惯。
4）提⾼专业相关外⽂的阅读、翻译能⼒。
提⾼专业英语⽔平。
5）提⾼编写程序的⽔平，优化软件结构。
提⾼电脑绘图⽔平。
⼆．简述OFDM⼀、OFDM基础OFDM是多载波数字调制技术,它将数据经编码后调制为射频信号。
不像常规的单载波技术,如AM/FM（调幅/调频）在某⼀时刻只⽤单⼀频率发送单⼀信号,OFDM在经过特别计算的正交频率上同时发送多路⾼速信号。
这⼀结果就如同在噪声和其它⼲扰中突发通信⼀样有效利⽤带宽。
传统的FDM（频分复⽤）理论将带宽分成⼏个⼦信道,中间⽤保护频带来降低⼲扰,它们同时发送数据。
例如：有线电视系统和模拟⽆线⼴播等,接收机必须调谐到相应的台站。
OFDM系统⽐传统的FDM系统要求的带宽要少得多。
由于使⽤⽆⼲扰正交载波技术,单个载波间⽆需保护频带。
这样使得可⽤频谱的使⽤效率更⾼。
另外,OFDM技术可动态分配在⼦信道上的数据。
为获得最⼤的数据吞吐量,多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声⼩的⼦信道上。
应⽤OFDM来克服码间串扰和邻频⼲扰技术可以追溯到上世纪60年代中期。
然⽽,长久以来OFDM的实际应⽤受限于快速富⾥叶变换器的速度和效率。
如今,⾼性能PLD（可编程逻辑器件）技术的成熟造就了OFDM现阶段的应⽤。
现代单载波调制⽅式如积分幅度调制（QAM）或积分移相键控调制（QPSK）,结合了基本的调幅、调频、调相技术来提供更⾼的噪声抑制和更好的系统吞吐量。
基于Matlab的OFDM系统设计及分析
基于Mａtlaｂ的OＦDM系统设计及分析————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ目录设计总说明ﻩ错误!未定义书签。
Ｔhｅtotaｌdesiｇneｄｔo show ｔｈat............... 错误!未定义书签。
１绪论ﻩ错误!未定义书签。
1．1课题背景.................................. 错误!未定义书签。
1.2 无线通信................................... 错误!未定义书签。
1.２.1 无线通信概述..................... 错误!未定义书签。
1.2.2 无线信道特性..................... 错误!未定义书签。
1.3 ＯＦDM系统介绍ﻩ错误!未定义书签。
１．3.1 OＦDM的概述 .................... 错误!未定义书签。
1.３.2 ＯFDM的应用ﻩ错误!未定义书签。
1.３.３OＦDM的关键技术ﻩ错误!未定义书签。
１.3．4 OＦDM系统的优点及缺点ﻩ错误!未定义书签。
１.4 MATＬAB特点与功能........................ 错误!未定义书签。
２ OFDＭ系统的基本原理 ............................... 错误!未定义书签。
102．1 OFＤM技术原理ﻩ2．２基于ＩFFT/FＦT 的OFＤＭ系统模型ﻩ错误!未定义书签。
2.3 OＦDM信号的频谱特性....................... 错误!未定义书签。
2．4 串并转换ﻩ错误!未定义书签。
163 OFDM系统在ＭＡTLAＢ上的仿真分析ﻩ3.1 0FDＭ系统调制与解调解析ﻩ错误!未定义书签。
3.2 加窗ﻩ错误!未定义书签。
3.3 AWGNA信道下的仿真......................... 错误!未定义书签。
基于MATLAB的OFDM接收系统设计与仿真 通信工程专业毕业设计 毕业论文
基于MATLAB的OFDM接收系统设计与仿真通信工程专业毕业设计毕业论文题目：基于MATLAB的OFDM装接收系统设计与仿真学院电子信息工程学院学科门类工学专业通信工程学号姓名指导教师2011年5月12日基于MATLAB的OFDM接收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FFT算法的OFDM接收系统，并在计算机上进行了仿真和结果分析。
重点放在OFDM接收系统设计与仿真，在这部分详细介绍了系统各模块的组成及设计机理，然后对OFDM信号经过AWGN信道后进行解调，整个过程都是在MATLAB 环境下仿真实现，并对接收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，为OFDM通信系统的进一步改进奠定了基础。
关键词：正交频分复用；MATLAB；接收系统；设计仿真OFDM Receiver Design and Simulation Based on MATLABABSTRACTOFDM, which is short for Orthogonal Frequency Division Multiplexing, is actually one of the multi-carrier modulations. The main idea of OFDM is to split the channel into a number of orthogonal subchannels and the high-speed data signals into a number of parallel low-speed data signals that are transmitted simultaneously over numbers of subcarriers. This technology greatly improves the channel capacity and transmission rate of the wireless communication system and effectively resists to multipath fading interference and inhibits narrowband noise. Such a good performance has brought widespread concern in the communication area.In this thesis, based on the FFT algorithm, an OFDM receiver system is designed and simulated on a computer. This article focuses on the OFDM receiver design and simulation and details the components and design of each module of the system, and then the demodulation of the OFDM signals transmitted through AWGN channel. The entire process is realized under the MATLAB simulation environment. And then it analyzes the receiver system simulation results and performance, through which we get the relation between SNR (signal to noise) and BER (bit error rate), providing a great numbers of useful datas for the concrete realization of the system, and laying a solid foundation for further improvement of OFDM communication system.Key words：OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)；MATLAB；Receiver System；Design and Simulation目录1 引言 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2课题发展历程现状及前景 (2)1.3可行性分析 (2)1.4本文主要研究工作和内容安排 (2)2 OFDM基带系统的原理 (4)2.1单载波与多载波通信系统 (4)2.1.1单载波通信系统 (4)2.1.2多载波通信系统 (4)2.2频分复用与正交频分复用 (5)2.2.1频分复用(FDM) (5)2.2.2正交频分复用(OFDM) (7)2.3OFDM技术的优缺点分析 (8)2.4OFDM技术的基本理论及算法 (9)2.4.1OFDM基本原理 (9)2.4.2OFDM基础理论 (9)2.4.3OFDM核心算法 (11)3OFDM接收系统设计 (13)3.1OFDM整体基带系统框图 (13)3.2OFDM接收系统设计 (14)3.2.1串并变换 (14)3.2.2去循环前缀CP (14)3.2.3FFT (15)3.2.4并串变换 (17)3.2.516QAM解调 (17)4基于MATLAB的OFDM接收系统仿真 (19)4.1仿真环境MATLAB介绍 (19)4.2仿真参数设置 (19)4.2.1OFDM系统参数选择 (19)4.2.2参数设置 (19)4.3仿真程序分析 (21)4.3.1仿真接收系统信号程序流程图 (21)4.3.2待接收OFDM信号 (21)4.3.3信道模型 (24)4.3.4串并变换/并串变换 (25)4.3.5去循环前缀CP (25)4.3.6快速傅里叶变换FFT (26)4.3.716QAM解调 (27)4.4仿真结果分析 (28)4.4.1比特率 (28)4.4.2频谱效率 (28)4.4.3误码率分析 (28)4.4.4仿真结果 (29)5总结 (32)参考文献 (34)致谢 (36)1 引言1.1 课题研究背景及意义由于OFDM技术的可实现性，在二十世纪90年代，OFDM广泛应用干各种数字传输和通信中，如广播式音频、视频领域和民用通信系统，主要的应用包括：非对称的数字用户环路（ADSL）、ETSI标准的数字音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）、高清晰度电视（HDTV）、无线局域网（WLAN）等。
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。
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。
基于matlab的OFDM的仿真和研究
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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。
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的OFDM系统设计与仿真毕业设计论文
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。
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基于Matlab的OFDM系统仿真及分析毕业设计基于Matlab的OFDM系统仿真及分析Simulation and Performance Analysis of OFDM System Based on Matlab基于Matlab的OFDM系统仿真及分析毕业设计毕业设计成绩单基于Matlab的OFDM系统仿真及分析毕业设计毕业论文任务书毕业设计开题报告摘要在无线通信系统中，存在着各种严重的衰落，例如频率选择性衰落、快衰落和慢衰落，以及由于各种物体对传输信号的反射引起的多径传播，而由此引起的符号间干扰是无线通信系统设计中必须考虑的问题，特别是在高速传输的环境中。
而正交频分复用（OFDM）正是为了解决这些问题提出的，它是第四代移动通信的核心技术之一。
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、多载波传输等技术有机结合在一起，是目前已知的频谱利用率最高的一种通信系统，具有传输速度快、抗多径干扰能力强的优点。
目前，OFDM技术在数字音频广播、地面数字视频广播、无线局域网等领域得到广泛应用。
本文论述了OFDM的基本原理以及信号调制技术，给出了OFDM系统模型，并从频域的角度分析OFDM信号的性质及DFT实现，最后用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，对OFDM调制系统中主要传输技术、基本参数的选择、同步及关键技术和仿真实现进行了相关的讨论。
关键词：OFDM多载波系统仿真MATLABAbstractThere are some severe problems in wireless communication systems, such as frequency selective fading, fast fading and slow fading, and various objects of reflection led to the transmitted signal multipath propagation. The resulting inter-symbol interference (ISI) is a wireless communication system design issues that must be considered, especially in the high-speed transmission environment. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is proposed to solve these problems, it is the core technology of the fourth generation mobile communication.OFDM is a special multi-carrier transmission scheme, it combines some technologies such as figure modulation, digital signal processing, multi-carrier transmission. It is the maximum utilization of the spectrum communication system, with the advantages of faster transfer rates, anti-multipath interference. Currently known at present, OFDM technology is widely used in the digital audio broadcasting, terrestrial digital video broadcasting and wireless LAN.This paper introduce the orthogonal frequency division multiplexing basic principle and discusses signal modulation technology, then, given OFDM system model, and analysis the nature and DFT realization of OFDM signals from the point of view of frequency domain. Finally, based on the given system model, OFDM system is computer simulated with MATLAB language and the referential design procedure is given. Discussing in the system of OFDM modulation transmission technology, basic parameter selection, system of synchronous, key technology and OFDM system simulation.Key words：OFDM Multi-carrier System Simulation MATLAB目录第1章绪论 (1)1.1课题研究目的及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3课题研究的主要内容 (4)第2章OFDM系统基本原理 (5)2.1原理 (5)2.1.1OFDM基本原理 (5)2.1.2串并转换 (5)2.1.3子载波调制 (6)2.1.4DFT变换 (9)2.1.5傅里叶变换过采样 (10)2.2调制方式 (11)2.3本章小结 (12)第3章软件介绍及应用 (13)3.1MA TLAB简介 (13)3.2QPSK信号的产生 (14)第4章OFDM系统仿真的实现 (18)4.1OFDM系统收发机 (18)4.2OFDM系统仿真 (18)4.2.1基本参数的选择 (18)4.2.2串行数据的产生 (20)4.2.3串并转换过程 (20)4.2.4IFFT/FFT运算 (20)4.2.5保护间隔和循环前缀 (21)4.2.6加入高斯噪声 (21)4.2.7接受信号 (22)4.3系统误码率的分析 (22)4.4实验仿真结果 (23)4.5OFDM的性能比较 (26)4.6本章小结 (27)第5章结论与展望 (28)5.1结论 (28)5.2展望 (28)参考文献 (29)I致谢 (30)附录 (31)附录A外文资料 (31)附录B源代码 (42)II第1章绪论1.1 课题研究目的及意义自1837年最早的通信形式电报出现以来，通信己经逐渐融入了社会。
随着通信技术的不断成熟发展，现代社会也正在高速发展。
如今的通信传输方式日新月异，从最初的有线通信到无线通信，再到现在的光纤通信；从最初的电报，到固定电话、计算机网络、再到现在的移动通信；从最初的文本信号通信到语音通信、再到现在的多媒体通信。
人们对通信质量的要求也在不断提高。
通信正朝着个性化、全球化、高质量的方向发展。
而下一代蜂窝移动通信系统的目标是实现高质量和高速度的支持全业务的无缝覆盖全球的移动多媒体传输的功能。
为了完成这一目标，需要克服许多技术困难，如移动信道、广播信道等实际信道中，会产生多径衰落现象，引起严重的符号间干扰(InterSymbol Interference，ISI)，限制了传输速率的提高。
为了有效地利用有限的频率资源，以满足高速率、大容量的业务需求，必须采用专门的技术，以克服无线信道多径衰落，降低对均衡器的依赖，从而达到改善系统性能的目的。
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术作为一种可以有效对抗符号间干扰(ISI)的高速数据传输技术，受到前所未有的重视，对其关键技术的研究也在全面开展。
OFDM技术以其优异的性能受到人们的青睐，并在移动通信、数字通信、数字广播等领域得到应用，并已取得可喜的成果。
这预示着OFDM良好的发展前景。
正交频分复用(OFDM)是一种多载波数字通信调制技术，它是将高速传输的数据流通过串并转换，变成在N个正交的子信道上并行传输的低速数据流。
这样就使得符号周期有所加长，对多径时延有较强的抵抗力，再利用循环前缀作为保护间隔，ISI 就可以得到明显的减少，从而达到克服信道时延扩展所带来的符号间的干扰，同时OFDM技术利用其正交性，允许子信道频谱有部分重叠，使得频谱利用率提高了近一倍[1]。
1.2 国内外研究现状OFDM由多载波调制(MCM)发展而来。
在上世纪的50-60年代美国军方创建了世界上第一个MCM系统，在1970年衍生出采用大规模子载波和频率重叠技术的OFDM 系统。
然而此后相当长的一段时间，OFDM迈向实践的脚步却变慢了。
由于OFDM的1各个子载波的正交性，采用FFT实现这种调制，在实际应用中，傅立叶变换设备的复杂度、发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素约束了OFDM技术的实现。
终于在20世纪80年代，大规模集成电路的出现促进了FFT技术的实现，OFDM逐步进入数字移动通信的领域。
90年代，OFDM开始被欧洲和澳大利亚广泛用于广播信道的宽带数据通信，数字音频广播(DAB)、高清晰度数字电视(HDTV)和无线局域网(WLAN)。
随着DSP芯片技术的发展，格栅编码技术、软判决技术、信道自适应技术等成熟技术的应用，OFMD技术的实现和完善指日可待。
由于OFDM可以有效地消除信号多径传播所造成符号干扰(ISI)，OFDM技术良好的性能使得它在很多领域得到了广泛的应用。
随着因特网的发展，人们对数据业务的需求也不断增大，人们希望移动通信系统能提供更广泛的业务种类，包括话音、视频、多媒体和宽带数据业务等。
为了实现真正意义上的宽带无线系统，国际电信联盟已开始着手制定下一代移动通信系统，即4G。
随着4G标准的制定，OFDM将作为主流技术写入4G标准中。
由于技术的可实现性，在二十世纪90年代，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(VHDSL)、数字音频广播(DAB)系统、数字视频广播(DVH)和HDTV地面传播系统。
IEEE802.11a通过了一个5GHz的无线局域网标准，其中OFDM调制技术被采用为物理层标准，使得传输速率可以达54Mbps。