基于MATLAB的OFDM通信系统仿真

本科毕业论文

基于MATLAB的OFDM通信系统仿真专业：通信工程

目录

摘要 ................................................................... III Abstract.................................................................. IV 第一章绪论 .. (1)

1.1引言 (1)

1.2研究背景和意义 (2)

1.2.1 OFDM技术发展现状 (2)

1.2.2 OFDM仿真技术的研究现状 (3)

1.3OFDM技术的特点 (4)

1.4本文的主要内容 (5)

第二章 OFDM的基本原理 (6)

2.1信号的表达式及其正交性 (6)

2.2调制与解调 (9)

2.3保护间隔和循环前缀 (10)

2.4加窗技术 (12)

第三章 OFDM系统的关键技术 (16)

3.1同步技术 (16)

3.1.1同步技术简介 (16)

3.1.2同步技术的分类 (16)

3.1.3同步偏移对OFDM系统性能的影响 (17)

3.2信道估计技术 (18)

3.2.1无线通信信道 (18)

3.2.2无线信道信道估计 (19)

3.3峰均功率比 (19)

3.3.1峰均功率比的定义 (20)

3.3.2 降低峰均功率比的方法 (20)

3.4信道编码和交织 (21)

3.4.1 RS码以及伽罗华域概述 (21)

3.4.2 RS编码原理 (23)

3.4.3 RS码的主要特点 (25)

3.4.4 RS码的纠错原理 (25)

3.4.5 交织技术 (25)

3.5均衡技术 (25)

第四章OFDM系统的仿真及结果分析 (27)

4.1OFDM系统的基本原理模型 (27)

4.2MATLAB仿真软件的特点 (27)

4.2.1通信仿真的一般步骤 (27)

4.2.2 MATLAB仿真软件的特点 (28)

4.3OFDM系统仿真模型及主要模块参数设置 (28)

4.3.1整个OFDM系统仿真模型 (28)

4.3.2主要模块参数设置 (28)

4.4OFDM通信系统仿真结果分析 (31)

4.4.1发射信号与接收信号的基带波形 (31)

4.4.2 OFDM信号传输前后的星座图 (33)

4.4.3 OFDM系统的发射端与接收端信号的功率谱 (35)

4.4.4多普勒频移对OFDM系统性能的影响 (36)

4.4.5 RS编码对OFDM系统性能的影响 (37)

4.4.6 OFDM系统的误码分析 (38)

第五章总结和展望 (40)

5.1全文总结 (40)

5.2展望 (40)

参考文献 (42)

附录 (43)

致谢 (47)

基于MATLAB的OFDM通信系统仿真

摘要

移动通信技术是现阶段通信技术研究中的重点，得到了越来越多人的关注。OFDM 技术能够有效地抵抗多径衰落、抑制噪声和干扰，并且能够大幅度地提高无线通信系统的传输速率和信道容量，有着非常广阔的应用前景。

本文主要介绍了OFDM系统的基本原理以及其优缺点，详细阐述了RS编码技术，并简单叙述了各种关键技术。在OFDM技术的基本原理以及MATLAB中Simulink仿真平台的基础上，讨论了如何构建完整的OFDM仿真系统，并分析了各主要模块的功能作用，完成各模块的参数设置。应用Simulink仿真平台在RS编码以及不同多普勒频移的条件下进行OFDM系统的仿真分析。

分析研究表明，在信噪比较小时，RS编码对OFDM系统的差错性能有明显改善，但当信噪比达到一定值时，经过RS编码后的系统性能急剧下降，说明RS编码对系统误码性能的改善程度是有限的；另外，当信噪比相同时，随着多普勒频移的不断增大，OFDM系统的误码率也不断变大，说明多普勒频移对系统的差错性能有一定的负面影响。

此外，简要分析了O FDM系统的差错性能的影响因素以及仿真曲线出现不规则波动的原因。

关键词：无线通信；OFDM ；MATLAB/Simulink ；RS编码；多普勒频移

Simulation Of OFDM Communication System Based On

MATLAB

Abstract

The mobile communication technique becomes the emphasis of communication research, and more and more people focus on it.OFDM technology has been applied widely , it not only can resist the multi-path fading, restain noise and interference, but also can greatly increase the transmission rate of wireless communication system and the channel capacity.

In this paper , I introduced basic principles of OFDM system and its advantages and disadvantages,some key technologies ,and RS coding techniques are elaborated in detail. Based on the basic principles of OFDM technology and Simulink simulation platform of MATLAB ,how to build a complete OFDM simulation system is discussed ,and the function of the main module is analyzed ,the parameters of these modules are set. Under RS coding and different Doppler frequency shift ,Simulink simulation platform is applied to do OFDM system simulation analysis.

The research results indicated ,RS coding could improve the error performance of OFDM system significantly when Eb/No is smaller; but the error performance of OFDM system declines sharply when Eb/No reaches a certain value, we can conclude that RS coding only makes limited contribution for the improvements of OFDM system performance.In addition ,when Eb/No is same , OFDM system bit error rate becomes larger and larger as Doppler frequency shift increases, it implies that the Doppler frequency has some negative impact on OFDM system error performance.

In addition ,a brief analysis about the factors of error performance of OFDM system and the causes of the irregular fluctuation is did.

Keywords: wireless communication, OFDM , MATLAB/Simulink, RS coding , Doppler frequency shif