OFDM系统原理及仿真与实现毕业设计(论文)

基于MATLAB的OFDM系统仿真论文河北大学本科生毕业论文（设计）装题目：基于MATLAB的OFDM系统仿真学部学科门类专业学号姓名指导教师2011年5月12日基于MATLAB的OFDM系统仿真摘要OFDM即正交频分复用技术，是由多载波调制发展而来。

它既可以被看作一种调制技术,也可以被当作是一种复用技术｡OFDM技术可以大大降低系统的误码率，并且有很强的抗干扰能力及较高的频谱利用率等特点，因此越来越多的人开始关注该技术。

本次毕业设计首先简单介绍了OFDM技术的发展和应用，分析了OFDM系统的优缺点以及发展前景。

然后简单描述了OFDM的原理和OFDM系统实现模型及MATLAB软件，并且以此作为系统仿真的理论基础。

最后利用MATLAB软件在输入不同信噪比下对OFDM系统进行仿真，并且对其仿真出来的数据图形进行分析理解和总结｡关键词：正交频分复用；仿真；MATLABTHE OFDM SYSTEMS BASED ON MATLAB SIMULATIONABSTRACTOFDM or orthogonal frequency division multiplexing is developed from the multi-carrier modulation. It can be seen as a modulation technique and can also be regarded as a kind of multiplexing. OFDM technology can greatly reduce the bit error rate, and has a strong anti-interference capability and high spectral efficiency and so on, so more and more people are concerned about the technology.The graduation project introduces the development and application of OFDM technology simplify at first, and analyzes the advantages and disadvantages of OFDM system and the development prospects. Then simply describes the principle of the OFDM and OFDM system implementation model and the MATLAB software, and regard it as the theoretical basis. Finally, using the MATLAB software in input different SNR simulation of OFDM systems, and the data of the simulation out analysis understanding and summarizes the graphics.Key words:Orthogonal frequency division multiplexing; Simulation; MATLAB目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 OFDM系统的发展 (1)1.3 OFDM技术的优缺点 (2)1.4 OFDM系统的发展前景 (3)2 OFDM的技术基础 (4)2.1 OFDM基本原理 (4)2.2 OFDM系统实现模型 (6)2.3 保护间隔和循环前缀作用 (7)2.3.1 保护间隔(GI) (7)循环前缀(CP) (7)2.4. 功能说明 (7)OFDM基本参数的选择 (7)有用符号持续时间 (8)子载波数 (8)2.4.4 调制模式 (8)3 OFDM系统仿真与分析 (9)3.1 MATLAB简介 (9)3.2 OFDM系统仿真设计 (9)3.3 仿真及结果 (11)3.3.1 仿真一 (11)3.3.2 仿真二 (14)3.4 仿真结果分析 (16)４总结 (17)参考文献 (18)致谢 (19)附录 (20)1 绪论1.1引言计算机技术、Internet网络的发展与普及改变了人类生活方式，这是人类科技的一次革命性的进步。

目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章绪论 (4)第二章OFDM系统的基本介绍 (5)2.1OFDM的基本原理 (5)2.1.1 OFDM的产生和发展 (6)2.1.2 DFT的实现 (7)2.1.3 保护间隔、循环前缀和子载波数的选择 (8)2.1.4 子载波调制与解调 (10)2.2OFDM系统的优缺点 (11)2.3OFDM系统的关键技术 (11)第三章OFDM系统仿真实现 (13)3.1OFDM信号的时域及频域波形 (13)3.2带外功率辐射以及加窗技术 (15)3.3在不同信道环境和系统不同实现方式下的仿真 (18)3.3.1 调制与解调 (18)3.3.2 不同信道环境下的系统仿真实现 (20)3.3.3 系统不同实现方式的仿真实现 (22)第四章OFDM系统的仿真结果及性能分析 (23)4.1不同信道环境下的误码特性 (23)4.2不同系统实现方式下的误码特性 (28)第五章总结 (30)摘要本论文以OFDM系统为基础，介绍了OFDM系统的基本原理，以及使用OFDM技术的优势所在，并且展望了今后的无线移动技术的发展前景。

在简单介绍OFDM原理的同时，着重阐述了OFDM系统在不同信道环境和不同实现方式下的误码性能。

主要包括了OFDM系统在加性白高斯信道，在加性白高斯信道和多径干扰两种不同信道环境下系统的误码性能，其中后者还研究了系统在有保护间隔与无保护间隔的误码性能比较。

在理论分析的基础上，用MATLAB进行仿真，最后做出误码性能的分析和比较。

关键字: 正交频分复用（OFDM），离散傅立叶变换，AWGN，，多径干扰，保护间隔。

ABSTRACTThis paper presents you the basic priciple of OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）and where it excels based on OFDM system , following with the prospective of wireless mobile communication. After a brief introduction toOFDM principle , it mainly focuses on the effect of OFDM system under different channels and with different system realizations on the Binary Error Rate (BER). It mainly includes two kinds of channels: the AWGN channel and the AWGN channel with Rayleigh fading. In the latter, we compare the BER with two different system realizations: one with Guarded Intervals(GI), and the other without (GI).Key Words : OFDM, DFT, AWGN, Rayleigh fading ,GI第一章绪论现代移动通信是一门复杂的高新技术，不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就，而且集中了网络接收和计算机技术的许多成果。

毕业设计(论文)分析与仿真OFDM系统的同步系别通信工程系专业通信工程班级40407班姓名都海峰指导教师年月日OFDM系统的同步技术分析与仿真摘要正交频分复用(OFDM)技术是当前移动通信领域的一项关键技术，它具有很强的抗符号间干扰、抗多径衰落的能力，适合在无线信道中传输高速的数据业务，因而倍受关注。

OFDM采用了正交载波技术，频谱利用率很高。

目前已被应用于无线局域网、数字音频广播、数字视频广播系统中，并且有望成为第四代移动通信系统的核心技术。

本文首先概述了OFDM的原理、特征和关键技术，介绍了系统需要的几种同步。

然后就同步误差对系统性能的影响进行了简单的分析，表明定时偏差和采样频率偏差将会引入码间干扰，载波频率偏差导致载波间干扰的发生。

因此，在OFDM系统接收机中定时的确定、载波频率偏差和采样频率偏差的纠正是信号恢复的关键。

之后对OFDM系统同步的几种实现方法进行了介绍，分析了各同步方法的性能。

最后本文重点对OFDM系统进行了仿真，设计了OFDM系统的仿真模型，编写了OFDM系统的matlab程序，对信号传输各个时期的波形进行了分析，并通过改变信道信噪比分析了系统对抗多径衰落的能力。

关键词：OFDM，载波偏差，定时偏差Analysis and Simulation on OFDMSynchronization TechnologyAuthor: Guo HaifengTutor: Huang LiqunAbstractOrthogonal Frequency Division Multiplexing is one of key technologies in mobile communication fields; it is suitable for high rate data transmission in wireless channels because it can combat Inter-Symbol Interference and multi-path fading efficiently, now it has become an attractive technology. OFDM is a multiple carriers technology, supports high rate data transmission with high spectrum efficiency. At present, OFDM technology has been used in many fields, such as wireless local network, digital audio broadcasting, and digital video broadcasting systems and so on. It is very promising to be a core technology of the fourth generation mobile communications.At first, the principle, properties and key technology are described simply，several synchronization in need for the system are introduced.The effect of synchronization error of an OFDM system is discussed in detail. The study show that symbol timing offset and sampling frequency offset would introduce inter-symbol interference, frequency offset of carriers would result in inter-carrier interference. So, in an OFDM system, finding the symbol timing, the carrier frequency offset, and the sampling rate offset at the receiver is important in the recovery of the signal.Finally this paper on OFDM system for the simulation, designed OFDM system simulation model developed OFDM system matlab procedures, the various periods of signal transmission waveform were analyzed, and by changing the channel signal to noise ratio of the system against multi-path The ability of the decline.Key Words:Orthogonal Frequency Division Multiplexing, Carrier frequency offset, Timing error目录1绪论 (1)OFDM技术的发展 (1)OFDM的主要优缺点 (2) (3)2 OFDM系统的基本原理 (5)OFDM原理简介 (5)0FDM正交调制解调框图 (6) (7) (8)OFDM关键技术 (10)3 OFDM同步分析 (12) (12) (12)OFDM同步技术的概况 (13)OFDM系统同步的实现 (15) (15) (17) (19) (25)4 OFDM系统仿真 (26)OFDM系统仿真的设计 (26) (27)QPSK的调制和解调 (27) (28)FFT/IFFT (28) (28) (29) (33)总结 (36)致谢 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

基于MATLAB的OFDM通信系统仿真毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：目录摘要 (IV)Abstract (V)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 通信系统抗多径衰落性能仿真陈晓炜王家慧谢丽惠摘要：正交频分复用（OFDM ）是第四代移动通信的核心技术。

本文先简要介绍了OFDM的基本原理，然后进行了OFDM 添加循环前缀后可以抗多径干扰的数学推导，在给出OFDM 系统模型的基础上，用MA TLAB 语言对系统进行了仿真。

最后给出不同信道下，循环前缀、均衡技术对系统误码率影响的比较曲线，并得出结论。

关键词：正交频分复用，仿真，循环前缀，均衡Simulation of OFDM communication systemanti-multipath-degradation performanceCHEN Xiao-wei, WANG Jia-hui, XIE Li-huiAbstract : OFDMis the key technology of 4G mobile communication. In this article OFDMb asic principle is briefly introduced. Then, a mathematical derivation is given to reveal the influence of CP on the system. Based on the given system model, OFDMs ystem is computer simulated with MATHLAB language. Finally, the BER curves of CP and equalizer are given and compared. A conclusion is done at last.Keyword: OFDM, simulation, CP, equalizer背景现代移动通信的技术发展趋势之一是移动宽带化，移动系统的宽带接入基本上是发生在靠近用户的最后一公里内，这个范围内的无线信道环境是很恶劣的，会存在多径传输以及由此引发的时间色散效应。

OFDM原理及其应用(论文)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2大连理工大学城市学院本科生毕业设计（论文）学院：电子与自动化学院专业: 电子信息工程学生:指导教师：完成日期: 2010年5月26日3大连理工大学城市学院本科生毕业设计（论文）题目名称OFDM的原理及其应用总计毕业设计(论文) 50 页表格 2 个插图14 幅摘要在现代通信系统中,如何高速和可靠地传输信息成为人们关注的一个焦点。

虽然现在数据传输理论和实践已经取得了相当大的进展,但是随着通信的发展，特别是无线通信业务的增长，可以利用的频率资源日趋紧张。

OFDM调制技术的出现为实现高效的抗干扰调制技术和提高频带利用率开辟了一条的新路径。

正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是当前一种非常热门的通信技术.它即可以被看作是一种调制技术,也可以被看作是一种复用技术。

由于它具有抗多径衰落和频谱利用率高的特点,因此被广泛应用于高速数字通信领域,比如应用于IEEE 802.11a无线局域网（WLAN）的物理层等等。

本文叙述了正交频分复用技术的产生背景、发展历史、基本原理和OFDM系统的实现方法.其中OFDM的原理部分介绍了OFDM的系统组成、调制方式、信道的分配以及使用OFDM技术的优势与不足所在，指出在短波通信中采用OFDM体制需要解决的几个关键性技术。

最后总结了OFDM系统的性能特点以及在实际中的应用，并且展望了今后的无线移动技术的发展前景。

关键词:正交频分复用；调制；解调；4GIAbstractIn modern communication system，how to transmit information with high speed reliablely become a focus that people pay attention to. Though now，data transmission theory and practice have gotten fairly big progress, but along with the development of communication, especially the increase of wireless communication business but with a view to with frequency resource become tense day by day. The appearance of OFDM modulation technology is the modulation technology of interference rejection that realizes efficiency with raising the utilization rate of frequency band have opened up a new route.Because of wireless environment where multipath maybe significant，Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), a special form of multicarrier modulation (MCM）, where a single data stream is transmitted over a number of lower rate subcarriers has recently received considerable attention for its robustness to multipath selective fading and high bandwidth efficiency。

学士学位论文论文题目:OFDM信号的MATLAB仿真及DSP实现毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

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。

OFDM 系统仿真分析徐良光 学号：200921120（西北大学信息科学与技术学院，陕西西安 710127）摘要：OFDM 系统通过将高速数据流变成在多个载波并行传输的低速数据流，各子载波之间的正交性及保护间隔的引入，增强了OFDM 系统的抗多径衰落等性能，是第四代移动通信技术标准的参考技术之一。

基于IFFT 和FFT 算法的OFDM 系统可以在matlab 环境下进行很好的模拟仿真，并进行系统的性能分析。

关键字：正交频分复用（OFDM ），IFFT ，FFT ，循环前缀，1 引言O F D M( 正交频分复用，O r t h o g o n a l F r e q u e n c y Di v i s i o n Mu l t i p l e x i n g )是一种多载波调制( MCM) 技术[1]，实现无线环境下的高速传输。

它将串行高速信息数据流变换成为若干路并行低速数据流，每路低速数据被调制在彼此正交的子载波上，然后所有子载波叠加在一起构成发送信号。

和传统的单载波系统相比，O F DM 系统的各子载波信道频谱相互重叠，因此具有较高的频谱利用率，其频谱效率比单载波高出近一倍。

同时，O F D M 通过串/并转换，使高速数据流变成多个在子载波上并行传输的低速数据流，减小了无线信道对系统的影响，增强了抗多径和频率选择性衰落的能力。

此外，O F DM 的正交子载波将频率选择性衰落信道等效为若干并行的平坦衰落信道，将信道的影响等效为复数因子，简化了信道均衡。

而且，O F DM 还可以通过动态功率分配技术和比特自适应调制技术使系统达到最优性能。

因此，O F D M 作为一种高效传输技术深受关注，并陆续成为多个标准的关键技术的候选方案，如数字音频广播 D A B 、数字视频广播 D V B 、无线局域网、数字电视 D T V 以及第四代移动通信等。

因此，研究OFDM 系统及其性能分析就显得非常重要。

2 OFDM 的基本原理[2]OFDM 是采用一组相互正交的子载波构成的信道来传输数据流的，这些载波在频率上等间隔地分布，载波间隔一般取OFDM 码元周期的倒数。

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。

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。

OFDM通信系统仿真设计OFDM通信系统是一种基于正交频分复用技术的通信系统，具有有效地抵抗多径衰落、频率选择性衰落和干扰的能力。

本文将从OFDM通信系统的基本原理、系统建模与仿真设计等方面进行介绍，以及对OFDM系统的性能分析和改进方法进行探讨。

1.OFDM通信系统的基本原理OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）是一种将频域划分为多个子载波进行并行传输的技术。

在OFDM系统中，将连续时间信号分为多个频率间隔相等的子载波，每个子载波独立传输数据。

通过在发送端对每个子载波进行调制，并在接收端对各个子载波进行解调和合并，实现高效的并行传输。

2.OFDM系统的模型与仿真设计对于OFDM系统的模型与仿真设计，可以分为以下几个步骤：（1）子载波生成：根据系统带宽和子载波数目，生成相应的子载波，并在时域上进行插值以实现离散信号的连续化。

（2）调制器：对每个子载波进行调制，可以选择不同的调制方式（如BPSK、QPSK、16-QAM等）。

（3）并行传输：将所有调制后的子载波并行传输到发送端，可以通过FFT变换将时域信号转换为频域信号。

（4）信道模型：在信道中加入多径衰落和高斯噪声等干扰。

（5）接收端：接收端进行OFDM解调和IFFT变换，将频域信号转换为时域信号。

（6）误码率性能分析：通过计算误码率等指标，分析OFDM系统的性能。

3.OFDM系统的性能分析对于OFDM系统的性能分析，可以从误码率、带宽效率以及抗多径衰落的能力等方面进行评估。

（1）误码率：通过计算接收信号与原始信号之间的误差比特数，得到OFDM系统的误码率。

可以通过调整调制方式、子载波数量和信噪比等参数进行优化。

（2）带宽效率：带宽效率是指在给定带宽条件下，OFDM系统能够传输的有效数据位数。

可以通过调整子载波数量和调制方式等参数进行优化。

（3）抗多径衰落的能力：OFDM系统通过将信号分为多个子载波并在频域上具有正交性，可以有效地抵抗多径衰落的影响。

OFDM技术的基本原理（论文）OFDM技术的基本原理现代社会对通信的依赖和要求越来越高，于是设计和开发效率更高的通信系统就成了通信工程界不断追求的目标。

通信系统的效率，说到底就是频谱利用率和功率利用率。

特别是在无线通信的情况下，对这两个指标的要求往往更高，尤其是频谱利用率。

由于空间可用频谱资源是有限的，而无线应用却越来越多，使得无线频谱的使用受到各国政府的严格管理并统一规划。

于是，各种各样的具有较高频谱效率的通信技术不断被开发出来，OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是目前已知的频谱利用率最高的一种通信系统，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，使得它在系统的频谱利用率、功率利用率、系统复杂性方面综合起来有很强的竞争力，是支持未来移动通信特别是移动多媒体通信的主要技术之一。

OFDM是一种多载波传输技术，N个子载波把整个信道分割成N个子信道，N个子信道并行传输信息。

OFDM系统有许多非常引人注目的优点。

第一，OFDM具有非常高的频谱利用率。

普通的FDM系统为了分离开各子信道的信号，需要在相邻的信道间设置一定的保护间隔（频带），以便接收端能用带通滤波器分离出相应子信道的信号，造成了频谱资源的浪费。

OFDM系统各子信道间不但没有保护频带，而且相邻信道间信号的频谱的主瓣还相互重叠（见图1.5），但各子信道信号的频谱在频域上是相互正交的，各子载波在时域上是正交的，OFDM系统的各子信道信号的分离（解调）是靠这种正交性来完成的。

另外，OFDM 的个子信道上还可以采用多进制调制（如频谱效率很高的QAM），进一步提高了OFDM系统的频谱效率。

第二，实现比较简单。

当子信道上采用QAM或MPSK调制方式时，调制过程可以用IFFT完成，解调过程可以用FFT完成，既不用多组振荡源，又不用带通滤波器组分离信号。

第三，抗多径干扰能力强，抗衰落能力强。

OFDM系统的设计与仿真摘要：通信作为一种现代科技，也正以其特有的力量加快着人类社会前进的脚步。

近年来，由于宽带系统逐渐地发展，大量通信相关的新颖技术作为热点被许多专家学者研究。

OFDM技术通过正交频分复用使得系统具有频谱利用高、强抗干扰等特点。

在整个系统一些模块的实现中，采用了比如循环前缀，IFFT等技术，使得整个系统一些问题得到了解决。

在本论文里详细介绍了OFDM的一些概况、系统总的思路、系统中一些关键技术的原理以及整个系统的构成和实现。

首先本文首先详细介绍了有关OFDM的研究历史背景与现状，当前这个领域的热点。

然后依次介绍了整个系统的基本的原理、整体框架的结构以及系统采用的一些关键的技术。

基本原理的介绍里，重点对正交频分复用及其的优点、多载波调制的实现与优缺点、信道估计的方法、同步技术与要求进行了描述和分析。

在OFDM系统结构的介绍里，首先描述了整体框架的组成，模块的功能。

然后对模块的实现和技术的选择进行了详细地描述和分析。

本文通过采用16QAM编码进行调制，串并变换和IFFT实现多载波调制，加循环前缀以及加窗等过程实现真各个模块的设计。

在前面对模块采用的技术介绍的基础上，从仿真设计的角度上再对模块进行分析，来确定最佳的参数算法等。

总体来讲本文设计仿真了一个OFDM的系统，分析系统中各个环节在不同情况下的工作情况以及对整个系统性能的影响以及如何对其进行优化。

关键词:多载波调制；OFDM系统仿真；16QAM；信道估计；同步技术中图分类号：TN911Design and Simulation of OFDM SystemAbstract: Modern society is the rapid advance of communication in all aspects of the demand is growing rapidly. All aspects of communications urgent need to develop to keep up with the pace of the times. OFDM technology by orthogonal frequency division multiplexing makes the system spectrum utilization, strong anti-jamming features. In the implementation of some modules of the entire system, such as the cyclic prefix, IFFT technology, making the whole system a number of issues have been resolved. With these advantages of OFDM technology is becoming the core technology of next-generation communications.The first article first details the historical background and current situation of OFDM, this hot. Followed the basic principle of the whole system, the overall framework of the structure and the system uses a number of key technologies. The introduction of the basic principles, focusing on orthogonal frequency division multiplexing and its advantages, the realization of strengths and weaknesses of the multi-carrier modulation, channel estimation, synchronization technology and the requirements of the description and analysis.The introduction of the OFDM system structure, the first describes the overall framework of the composition of the function module. Then the realization of the module and select a detailed description and analysis.This article through the use of 16QAM coded modulation, string and transform and IFFT multi-carrier modulation, plus cyclic prefix and windowing process to achieve true design of each module. First the face of the module using the technology described on the basis of the module from the perspective of the simulation design analysis to determine the best parameters algorithm.Overall, paper design and simulation of an OFDM system, the analysis system in all aspects of the work in different situations, as well as the impact on overall system performance and how to optimize it.Keyword:Multi-carrier modulation; OFDM system simulation; 16QAM; channel estimation; synchronization technologyClassification: TN911目次摘要 (I)目次........................................................... I II 1 绪论.. (1)1.1 引言 (1)1.2 OFDM的历史和应用 (1)2 OFDM系统基本原理 (1)2.1 正交频分复用 (1)2.2 多载波调制 (2)2.3 信道估计 (2)3 OFDM系统设计 (3)3.1 OFDM的总体框架 (3)3.2 16QAM的调制与解调 (3)3.3 逆快速傅里叶变换 (3)3.4 保护间隔与循环前缀 (4)4 OFDM的设计仿真 (4)4.1 16QAM调制 (4)4.2 逆快速傅里叶变换实现调制 (4)4.3 添加循环前缀与后缀和进行加窗 (4)4.4 接收与解调 (5)5 结论 (6)参考文献 (7)1 绪论1.1 引言近年来，由于宽带系统逐渐地发展，大量通信相关的新颖技术作为热点被许多专家学者研究。

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。

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。