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。