【正文】 ????????????????????????????????????????????????????????????11111010101011. . .00. . . .. . .000000. . .0. . .NkkkmnkkkmmmNkkknnnxxxhhhhhhhhhhhyyy (28) 由于信道存在記憶性，結(jié) 果導(dǎo)致輸出塊序列 ? ?11, ,... ??? Nkkk yyy 不僅與當(dāng)前塊的輸入關(guān)系有關(guān)， 還與上一個(gè)塊的最后 M個(gè)輸入有關(guān)，這就產(chǎn)生了碼間干擾。舉個(gè)簡單的例子， 假設(shè) N=16，DFT和 FFT所需要的復(fù)數(shù)乘法數(shù)量分別是 256次和 32次。 2） 通過低通濾波器濾除高次諧波， 輸出為一個(gè)常數(shù)。在相同誤比特率下，差分檢測比相干檢測差 2dB 左右。雙比特碼元通常按格雷碼排列，原因是在傳送時(shí)當(dāng)由噪聲引起的相鄰相位選擇有誤時(shí)，格雷碼得到的比特序列僅有一個(gè)比特發(fā)生錯(cuò)誤。 圖 QPSK 調(diào)制示意圖 QPSK 的原理 現(xiàn)代通信的各個(gè)領(lǐng)域均向數(shù)字化方向發(fā)展，解調(diào)技術(shù)也不例外。它的譯碼方法是從線性碼的監(jiān)督子出發(fā)，找到一組特殊的能夠檢查信息位置是否發(fā)生錯(cuò)誤的方程組，從而實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)譯碼。假設(shè)移位寄存器的起始狀態(tài)全為零。譯碼也相對比較容易些。在這個(gè)實(shí)例中，所有的子載波都具有相同的相位和幅值，但在實(shí)際系統(tǒng)中，根據(jù) OFDM燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 數(shù)據(jù)符號所采用調(diào)制方式不同，不可能所有子載波都具有相同的幅值和相位。因而，發(fā)送前就在碼元間插入保護(hù)時(shí)間。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 正交頻分復(fù)用 (OFDM)是一種多載波調(diào)制 (MCM)技術(shù)。 內(nèi)容安排如下： 第一部分主要介紹了課題研究的背景及意義，課題的發(fā)展歷程現(xiàn)狀和前景及本文研究的主要工作簡單介紹。不過經(jīng)過討論后，最后上行還是采用了 SCFDMA 方式。 雖然 OFDM 擁 有 以上的一些 優(yōu)點(diǎn)，但 OFDM 信號在傳輸過程中 還 存在著一些 不足 ： 1） 對相位噪聲和載波頻偏十分敏感 這是 OFDM 技術(shù)一個(gè) 十分 致命的缺點(diǎn)，整個(gè) OFDM 系統(tǒng)對各個(gè)子載波之間的正交性要求 分外 嚴(yán)格，任何一點(diǎn)小的載波頻偏都會破壞子載波之間的正交性，引起 碼間干擾 ，同樣，相位噪聲也會導(dǎo)致碼元 星座點(diǎn) 的旋轉(zhuǎn)、擴(kuò)散，從而形成 碼間干擾 。 目前，以中國移動(dòng)為首的移動(dòng)通信運(yùn)營商真積極研發(fā)推行融合通信技術(shù)，所謂融合通信，即將通話、消息、聯(lián)系人三個(gè)主要入口功能與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)無縫對接，實(shí)現(xiàn)短信、語音與數(shù)據(jù)流量的完全打通。最后利用MATLAB 軟件在輸入不同信噪比下對 OFDM 系統(tǒng)進(jìn)行仿真，并且對其仿真出來的數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行分析理解和總結(jié) ? 關(guān)鍵詞 正交頻分復(fù)用；仿真； MATLAB Abstract 1 IV Abstract THE OFDM SYSTEMS BASED ON MATLAB SIMULATION ABSTRACT 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. Orthogonal Frequency Divison Multiplexing(OFDM)is a kind of modulation technology of multiple carriers,which has many characteristics such as higher spectrum efficiency,stronger ability of antimultipath interference． It is suitable for the need of the wireless munication in high speed,broad band and mobility and will bee the most important technology of the physical layer of the mobile munication system in the future． Keywords Orthogonal Frequency Division Multiplexing。從 WLAN到 WiMAX、 FlashOFDM，從 LTE到 B3G，還有 UWB， OFDM幾乎成了新一代無線通信技術(shù)的標(biāo)志。 OFDM 技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) OFDM 技術(shù) 存在很多技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，在 3G、 4G 中被運(yùn)用， 在 通信方面 確實(shí)存在 很多優(yōu)勢 [7]： 1）頻譜利用率很高 ，在窄帶帶寬下能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù) ，這一點(diǎn)在頻譜資源有限的無線環(huán)境中很重要。對某些數(shù)據(jù)，這些小信號 有 可能同相，而在幅度上疊加在一起從而產(chǎn)生很大的瞬時(shí)峰值幅度。隨著業(yè)務(wù)量的增加，頻譜資源的日趨減少，運(yùn)營商投資成本日益升高，擴(kuò)大蜂窩系統(tǒng)的容量、提高頻譜效率已經(jīng)是 無線系統(tǒng)的首要問題。主要為了通過改變 OFDM 符號的信噪比（ SNR），得到仿真的接收系統(tǒng)的不同的誤比特率（ BER），并作出二者的關(guān)系圖。在單載波系統(tǒng)中， 一次深度衰落或者干擾就可以導(dǎo)致整個(gè)鏈路失效，但是在多載波系統(tǒng)中，某一時(shí)刻只會有少部分的子信道會受到深衰落的影響。 在接收端，輸入信號分為 N 個(gè)支路，分別用 N 個(gè)子載波混頻和積分，恢復(fù)出子信號，再經(jīng)過并串變換和常規(guī) QAM 解調(diào)就可以恢復(fù)出數(shù)據(jù)。為了在接收端 能夠 有效 的 抑制碼間干擾 (Inter Symbol Interference， ISI)，通常要在每一時(shí)域 OFDM 符號前加上保護(hù)間隔 (Guard Interval， GI)。典型的卷積碼一般選 n 和 k ( k n ) 值較小，但約束長度 K 可取較大值 (K10)，以獲得既簡單又高性能的信道編碼 [6]。編碼器在移位過程中可能產(chǎn)生的各種序列，可用樹狀圖來描述。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，對存儲器級數(shù)較大的卷積碼也可以采用最大似然譯碼。 多進(jìn)制相位小時(shí)是利用載波的多種不用相位（或相位差）來表征數(shù)字信息的調(diào)制方式，也分為絕對移相和相對移相兩種。 315176。 兩路分別對載波進(jìn)行平衡調(diào)制， 將兩路信號進(jìn)行疊加即得到 QPSK 信號。因此，在基帶處理時(shí)可令 0cf ? ，則與快速離散傅里葉反變換形式相比較， IFFT實(shí)現(xiàn)為： 1`0( ) e x p ( 2 ) `N iiis t c j f t???? ? （ 2）解調(diào)部分 `01``0001? ( ) e xp( 2 )1e xp( 2 ) e xp( 2 )1,0,TkiNTi i kiTkc s t j f dtTc j f j f dtTc dt i kTik????????? ? ????? ?? ?????? （ 3）傳輸?shù)男盘枒?yīng)用實(shí)信號，則： 10( ) R e [ e x p ( 2 ) e x p ( 2 ) ]Nkki ks t c j t j f tT????? ? 則：10( ) e x p ( 2 )N kiks t c j tT???? ? 110010102( ) e xp ( 2 ) e xp ( )1sNNB t T k s k siiNnkkNiNnkkNiks t c j nT c j nTTNcWcWN??????????????????? 在 Hermitian對稱條件，一般將 N點(diǎn)數(shù)據(jù)共軛擴(kuò)展 2N個(gè)點(diǎn)，即： * ( 2 ) , 0 2kc c N k k N k? ? ? ? ? 的約束下， 2N點(diǎn)快速離散傅里葉反變換將頻域內(nèi)的 N個(gè)復(fù)數(shù)信號子符號 kc 變換成時(shí)域中的 2N個(gè)實(shí)數(shù)樣值 , 0,1, 2,..., 1kc k N??，加上循環(huán)前綴 * (2 )kc c N k??之后，這 2NJ? 個(gè)實(shí)數(shù)樣值就構(gòu)成了實(shí)際的 OFDM 發(fā)送符號。因此， N點(diǎn)的基4FFT運(yùn)算中只需要執(zhí)行 ? ? ? ?2log8/3 2 ?NN 次復(fù)數(shù)乘法或相位選轉(zhuǎn) ,以及 NN 2log 次復(fù)數(shù)加法。這樣的話，在FFT運(yùn)算長度內(nèi)，第一個(gè)子載波與帶有時(shí)延的第二個(gè)子載波之間的周期個(gè)數(shù)之差不再是整數(shù)，所以當(dāng)接收機(jī)解調(diào)第一個(gè)載波時(shí)，第二個(gè)子載波會對第一個(gè)子載波造成干擾。 過采樣實(shí)質(zhì)上是一個(gè)以計(jì)算量的開銷換取精確度增加的技術(shù)。 ? ? 1,0,10 2 ???? ??? ?? Nknend Nk Nnkj ? (28) 顯然， ??nd? 是序列 ??ksl的離散傅立葉變換。 4） 將177。 10 11 00 01 01 11 00 10 Q Q 45176。 常用的數(shù)字相位調(diào)制方式有二相相移鍵控，四相相移鍵控，偏置四相和最小頻移鍵控等，他們的性能比較如表 所示，其中 QPSK 是最常用的方式之一。四相相移鍵控信號簡稱“ QPSK”。 1963 年梅西 (Massey)提出了一種性能稍差，但比較實(shí)用的門限譯碼方法。不同于分組碼之處在于：在分組碼中，監(jiān)督碼元僅與本組的信息碼元有關(guān)；而在卷積碼中，監(jiān)督碼元不僅與本組的信息碼元有關(guān)，而且也與其前 m 組的信息碼元也有關(guān) ,卷積碼一般用 ? ?,mkn, 00 表 示。 OFDM 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模型 利用離散反傅里葉變換 (IFFT)或快速反傅里葉變換 (IFFT)實(shí)現(xiàn)的 OFDM 系統(tǒng) [11]，如圖 所示 : 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 復(fù)信號經(jīng)過串／并變換后，進(jìn)行 IDFT 或 IFFT，將數(shù)據(jù)的頻譜表達(dá)式變到時(shí)域上，再經(jīng)過并／串變換，然后插入保護(hù)間隔，防止碼間干擾，再經(jīng)過數(shù)／模變換后形成 OFDM 調(diào)制后的信號s(t)。1Nd ?信道串 行 數(shù) 據(jù) 流串 行 數(shù) 據(jù) 流積分積分 圖 23 OFDM 系統(tǒng)基本原理模型 信號的表達(dá)式及其正交性 OFDM 的根本思想是通過串并變換把串行的高速數(shù)據(jù)流變成并行的低速數(shù)據(jù)流，其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵就在于保證各個(gè)子載波之間的正交性，這也是 OFDM 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)。在接收端可以通過相關(guān)解調(diào)技術(shù)分離出來，避免使用帶通濾波器組，同時(shí)使頻譜效率提高近一倍。 多載波調(diào)制理論簡介 單載波系統(tǒng)如圖 21所示。 可行分析性 MATLAB可以方便的在語言與圖形結(jié)合的環(huán)境下設(shè)計(jì)OFDM接收系統(tǒng)，并且系統(tǒng)的基本參數(shù)可以在 MATLAB程序開燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 始時(shí)設(shè)定。 2021 年 11 月，根據(jù)眾多移動(dòng)通信運(yùn)營商、制造商和研究機(jī)構(gòu)的要求， 3GPP 通過被稱為 LongTermEvolution(LTE)即“ 3G長期演進(jìn)”立項(xiàng)工作。 6） 可以有效地 降低 信號波形間的干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸。 現(xiàn)在， OFDM 技術(shù)的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟， OFDM 一直被認(rèn)為未來的 4G 技術(shù)之一，與英特爾支持的 WiMax 是競爭關(guān)系。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （基于 MATLAB的 OFDM通信系統(tǒng)仿真分析） 燕 山 大 學(xué)