通讯专业设计论文：OFDM调制技术及其MATLAB仿真

摘要2

Abstract3

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

2.2 OFDM系统的优缺点11

2.3 OFDM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

第五章总结

目前世界范围内存在有多种数字无线通信系统，但是其中主要包括GSM系统、IS-136 TDMA系统以及IS-95 CDMA系统。其中GSM系统占据全球移动通信市场份额的58%，可以提供2.4k－9.6kb/s以及14.4kb/s的电路交换语音业务，还可以通过GPRS和EDGE分别提供144kb/s和384 kb/s的分组交换数据业务。IS-136系统占有全球市场9%的份额，它可以提供9.6 IS-136的电路交换语音和传真业务，其最高数据传输速率可达40k－60 kb/s。IS-95系统占有的市场份额是14%，它能够提供可变速率接入，其峰值速率分别可以达到9.6kb/s和14.4kb/s，还可以通过使用蜂窝数字分组数据CDPD（Cellular Digital Packet Data）网络来提供19.2kb/s数据业务。显然，基于支持话音业务的电路交换模式的第二代移动通信系统不能满足多媒体业务的需要。

但是对于高速数据业务来说，单载波TDMA（Time Division Multiple Access）系统和窄带CDMA系统中都存在很大的缺陷。由于无线信道存在时延扩展，而且高速信息流的符号宽度又相对较窄，所以符号之间会存在较严重的符号间干扰（ISI：Inter-Symbol Interference），因此对单载波TDMA系统中使用的均衡器提出非常高的要求，即抽头数量要足够大，训练符号要足够多，训练时间要足够长，而均衡算法的复杂度也会大大增加。对于窄带CDMA来说，其主要问题在于扩频增益与高速数据流之间的矛盾。保证相同带宽的前提下，高速数据流所使用的扩频增益就不能太高，这样就大大限制了CDMA系统噪声平均的优点，从而使得系统的软容量受到一定的影响，如果保持原来的扩频增益，则必须要相应的提高带宽。此外，CDMA系统内的一个非常重要的特点是采用闭环的功率控制，这在电路交换系统中比较容易实现，但对于分组业务来说，对信道进行探测，然后再返回功率控制命令会导致较大的时延，因此对于高速的无线分组业务来说，这种闭环的功率控制问题也存在缺陷。

因此，今后希望通过OFDM这种方法来解决高速信息流在无线信道中的传输问题，从而可以满足带宽要求更高的多种多媒体业务和更快的网络浏览速度。

然而它的缺点也是很明显的

①易受频率偏差的影响。

②存在较高的峰值平均功率比。

这两个缺点是在OFDM发展中急需解决的问题。

OFDM由于其频谱利用率高、成本低等原因越来越受到人们的关注。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将越来越得到广泛的应用。随着DSP芯片技术的发展，傅立叶变换／反变换、采用64／128／256QAM的高速Modem技术、格状编码技术、软判决技术、信道自适应技术、插入保护时段、减少均衡计算量等成熟技术的逐步引入，人们开始集中越来越多的精力开发OFDM技术在移动通信领域的应用，预计第三代以后的移动通信的主流技术将是OFDM技术。