基于MATLAB的OFDM仿真(SIMULINK仿真)

中 文 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。论文详细分析了技术的实现原理，用 软件对 的传输性能进行了仿真模拟并对结果进行了分析。
关键词  正交频分复用;仿真;快速傅立叶变换；MATLAB.
 
外 文 摘 要
Title      MATLAB Simulation of OFDM System               
Abstract
Orthgonal Frequence Division Multiplexing (OFDM) is mulit-carrier broadband modulation technique .The main advantages of OFDM versus orher types of modulation are batter use of the available bandwidth and batter performance in multi-path environments compare to simple digital system and it is adaptive to high-date-rate wireless communication systems. OFDM is the key technology of 4G in the field of mobile communication. In this article OFDM basic principle is briefly introduced. Besides, based on the given system model OFDM system is computer simulated with MATLAB language and the referentialdesign procedure is given. Finally, theBER curves of CP and channelestimation are given and compared. The conclusion is satisfactory. This paper present an overview of OFDM technique and its implementation sheme and making use of  MATLAB to simmulate the transmission performance of OFDM. The result of  computer simulation are also discussed.
Key Words   OFDM;  Simulation;  FFT;  MATLAB.

引言 
OFDM是一种多载波调制（MSC）技术，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，OFDM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，OFDM 通过串X 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，OFDM 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，OFDM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，OFDM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，如数字音频广播DAB、数字视频广播DVB、无线局域网、数字电视DTV 以及第四代移动通信等。
第四代移动通信系统计划以OFDM(正交频分复用)为核心技术提供增值服务，它在宽带领域的应用具有很大的潜力。较之第三代移动通信系统，采用多种新技术的OFDM具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，它不仅仅可以增加系统容量，更重要的是它能更好地满足多媒体通信要求，将包括语音、数据、影像等大量信息的多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去[1]。
OFDM并不是新生事物，它的英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing，它是多载波调制(MCM)技术的一种。OFDM作为一种多载波的调制或者复用技术，近几年来得到了国际上的广泛关注。它采用正交技术以充分利用频谱的思想，是科学且符合通信技术发展方向的。随着电子技术和集成电路的发展，OFDM技术已经开始崭露头角，成为了一些宽带数据通信的标准，比如DAB和HDTV，以及比较知名的无线局域网等。从20世纪60年代OFDM技术的提出至今，在基本的理论上已经很成熟了，并且被预言为4G通信之后的主流复用技术，具有很高的研究价值[2]。
论文介绍OFDM技术的发展背景、研究现状、应用状况以、及应用前景及各组成部分的基本原理，利用MATLAB编程对OFDM系统进行仿真，形象展示信号通过加性高斯白噪声信道在OFDM系统中的传输过程，并分析在选用不同的调制方式下比特错误率与信噪比的关系。

第四代移动通信系统计划以OFDM(正交频分复用)为核心技术提供增值服务，它在宽带领域的应用具有很大的潜力。较之第三代移动通信系统，采用多种新技术的OFDM具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，它不仅仅可以增加系统容量，更重要的是它能更好地满足多媒体通信要求，将包括语音、数据、影像等大量信息的多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去。
介绍OFDM技术的发展背景、研究现状、应用状况以、及应用前景及各组成部分的基本原理，利用MATLAB编程对OFDM系统进行仿真，形象展示信号通过加性高斯白噪声信道在OFDM系统中的传输过程，并分析在选用不同的调制方式下比特错误率与信噪比的关系，通过仿真结果里误码率的比较可知OFDM系统在16QAM调制下要比QPSK调制性能好。












目   录
1  引言…………………………………………………………………………………………… 1
2  MATLAB简介……………………………………………………………… ………… 2
3  OFDM基本原理………………………………………………………… …………… 3
3.1 OFDM的概述…………………………………………………………………3
3.2 OFDM基本原理…………………… ……………………………………………………5
3.3 OFDM的频域特性…………… …………………………………………………8
3.4 OFDM的实现………………………………………………………………9
3.5 OFDM的优缺点……………………………………………………………………17
4  OFDM系统的MATLAB仿真 …………………………………………………………17
4.1 OFDM系统框图…………………………………………………………………17
4.2 串并转换………………………………………………………………18
4.3  QPSK的仿真……………………………………………………………………… 19
4.4 16QAM的仿真………………………………………………………………21
4.5 IFFT与FFT的仿真…………………………………………………………………26
4.6 保护间隙………………………………………………………………………… 26
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5  MATLAB仿真结果分析……………………………………………………………… 28
5.1 程序流程图………………………………………………………………………… 28
5.2 仿真结果图……………………………………………………………………… 30
结论 ………………………………………………………………………………… 33
致谢 …………………………………………………………………………………34
参考文献………………………………………………………………………………35