基于Simulink的OFDM通信系統(tǒng)仿真

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摘要：在無(wú)線(xiàn)信道環(huán)境中高速、可靠的傳輸數(shù)據(jù)是無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的要求和目標(biāo)。
正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)OFDM 技術(shù)可以大幅度的提高無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的傳輸速率和信道容量，并且可以有效地抵抗多徑衰落、抑制干擾和噪聲，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
本文在分析移動(dòng)無(wú)線(xiàn)信道特性的基礎(chǔ)上，基于OFDM 通信系統(tǒng)的基本原理，研究了OFDM 通信系統(tǒng)中的同步實(shí)現(xiàn)和基于循環(huán)前綴的同步算法，分析了幾種常見(jiàn)的信道估計(jì)算法和相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，基于Simulink，構(gòu)建了完整的OFDM動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，完成Simulink模塊設(shè)置，確定搭建系統(tǒng)模塊的主要參數(shù)，對(duì)主要模塊進(jìn)行了波形仿真；在多徑瑞麗衰落信道下，就信道編碼及不同調(diào)制方式對(duì) OFDM 系統(tǒng)的性能影響進(jìn)行了全面的仿真分析和比較。
仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)經(jīng)過(guò) RS 編碼后誤碼率明顯降低，且方形星座圖的性能好于圓形；相同碼元速率和相同情況下，4QAM誤比特率最低，性能最好，其次是16QAM，64QAM；在相同傳碼率時(shí)，64QAM 信息傳輸速率最高，16QAM 次之，4QAM最低，所以在實(shí)際傳輸中，應(yīng)當(dāng)在信道增益高時(shí)選擇高階調(diào)制，信道增益低時(shí)選擇低階調(diào)制。
關(guān)鍵詞：OFDM 衰落信道 信道估計(jì) Simulink 仿真分析


Simulation of OFDM communication system
based on Simulink
Abstract: Data transmission in wireless channels with high speed and reliability is required in wireless communication technology. OFDM technology which has widely application prospects can not only increase the transmission rate and the capacity of the wireless communication system, but also effectively resist multi-path fading as well as restrain interference and noise.
In this paper, synchronization to achieve synchronization algorithm based on cyclic prefix are researched; several classic channel estimation algorithm and relative key technology are analysised on the basis of principles of OFDM.Based on Simulink, how to build a complete OFDM simulation system is discussed; Ruili in multipath fading channels, the impact of different channel coding and modulation for OFDM system performance simulation conducted a comprehensive analysis and comparison.
The results show that the system error rate after RS encoding significantly reduced, and the performance is better than the square constellation diagram circle; the same symbol rate and the same circumstances, 4QAM lowest bit error rate performance is best, followed by 16QAM, 64QAM ; choose a low-level pass rate at the same modulation, 64QAM information transfer rate up, 16QAM followed, 4QAM minimum, so the actual transmission, higher order modulation should be selected in the high gain channel, the channel gain is low.
Key Words: OFDM; Fading Channel; Channel Estimation; Simulink; Simulation Analysis

目 錄
第1章 緒論 1
1.1 論題的背景和意義 1
1.2 課題的研究現(xiàn)狀和前景 2
1.3 OFDM通信系統(tǒng)的描述 4
1.4 本文的主要工作 5
第2章 OFDM原理和性能 6
2.1 OFDM的基本原理框圖 6
2.2 OFDM的調(diào)制解調(diào) 8
2.3 保護(hù)間隔、循環(huán)前綴 9
2.4 本章小結(jié) 10
第3章 OFDM關(guān)鍵技術(shù) 11
3.1 OFDM同步 11
3.1.1 同步技術(shù)簡(jiǎn)介 11
3.1.2 基于循環(huán)前綴的同步算法 14
3.2 OFDM系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)——信道估計(jì) 16
3.2.1 信道估計(jì)的常用方法 16
3.2.2 慢衰落信道下的信道估計(jì)算法 16
3.3 OFDM系統(tǒng)中的自適應(yīng)技術(shù) 19
3.3.1 自適應(yīng)功率控制 19
3.3.2 自適應(yīng)比特分配 19
3.3.3 自適應(yīng)調(diào)制技術(shù) 20
3.4 過(guò)采樣技術(shù) 20
3.5 本章小結(jié) 21
第4章 軟件環(huán)境和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 22
4.1 MATLAB/SIMULINK簡(jiǎn)介 22
4.2 不同編碼對(duì)OFDM系統(tǒng)影響的仿真分析 22
4.2.1 OFDM基帶系統(tǒng)框圖 22
4.2.2 仿真分析 23
4.3 不同調(diào)制方式對(duì)OFDM系統(tǒng)影響的仿真分析 31
4.3.1 4QAM、16QAM、64QAM仿真模型及分析 31
4.3.2 BER誤差原因分析 34
4.4 多徑瑞麗衰落信道對(duì)OFDM系統(tǒng)影響的仿真分析 34
4.5 本章小結(jié) 37
第5章 總結(jié)與展望 38
5.1 總結(jié) 38
5.2 展望 38
致 謝 40
參考文獻(xiàn) 41