基于Matlab的OFDM系统仿真开题报告.pdf

开题报告

一、选题的背景及意义

随着通信技术的不断成熟和发展，现代通信传输方式有很多种，但根据基本通信信道可以
分为有线和无线。有线信道信号受外界干扰小，但须铺设传输线路，网络建立麻烦；而无线信
道恰恰克服了这个缺点，但由于地面情况复杂，信道条件恶劣，对传输信号会造成很大的干扰。
而网络的迅速增长使人们对无线通信提出了更高的要求。所以必须采用更先进的技术，克服在
无线信道下的多径衰落，降低噪声和多径干扰以及有效利用频率资源。在这样的时代发展趋势
下，OFDM调制技术作为新一代无线通信技术呼之欲出。
正交频分复用(OFDM)是第四代移动通信的关键技术,以其为基础的地面数字电视传输技术
也已经发展得比较成熟。它具有较高的频谱效率和抵抗多径的能力,这使其在无线通信中的应
用也具有相当的优势,已成为目前解决高速数据传输的主流技术之一。OFDM是一种多载波宽带
数字调制技术,它能有效地克服传输中的多径干扰和消除码间串扰,适合于高速率的数据传
输。近些年来，集成数字电路和数字信号处理器件的迅猛发展，以及对无线通信高速率要求的
日趋迫切，OFDM技术再次受到了重视。
OFDM是一种高效并行多载波传输技术，将所传送的高速串行数据分解并调制到多个并行的
正交子信道中，从而使每个子信道的码元宽度大于信道时延扩展，再通过加入循环扩展，保证
系统不受多径干扰引起的码间干扰（ISI）的影响,可以有效对抗多径传播。OFDM技术由于采用
DFT实现多载波调制，同时LSI的发展解决了IFFT/FFT的实现问题以及其他关键技术的突破，OFDM
开始向诸多领域的实际应用转化，成为一种很有发展前途的调制技术。

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二、研究课题的学术动态（国内、国外）

二十世纪60年代已经提出了使用平行数据传输和频分复用(FDM)的概念。OFDM的基本原理
被提出，但由于当时没有功能强大的集成计算芯片，所以未能有效的实现这些想法。
二十世纪70年代，韦斯坦（Weistein）和艾伯特（Ebert）等人应用离散傅里叶变换（DFT）
和快速傅里叶方法（FFT）研制了一个完整的多载波传输系统，叫做正交频分复用（OFDM）系统。
二十世纪80年代，MCM获得了突破性进展，大规模集成电路让FFT技术的实现不再是难以
逾越的障碍，一些其它难以实现的困难也都得到了解决，自此，OFDM走上了通信的舞台，逐步
迈向高速数字移动通信的领域。
二十世纪90年代，OFDM的应用又涉及到了利用移动调频和单边带（SSB）信道进行高速数
据通信，陆地移动通信，高速数字用户环路（HDSL），非对称数字用户环路（ADSL）及高清晰
度数字电视（HDTV）和陆地广播等各种通信系统。
2001年，IEEE802.16通过了无线城域网标准，该标准根据使用频段的不同，具体可分为视
距和非视距两种。其中，使用2-11GHz许可和免许可频段，由于在该频段波长较长，适合非视
距传播，此时系统会存在较强的多径效应，而在免许可频段还存在干扰问题，所以系统采用了
抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上有明显优势的OFDM调制，多址方式为OFDMA。
2005年12月，3GPP经过激烈的讨论和艰苦的融合，选定了LTE的基本传输技术，即下行
OFDM，上行SC(单载波关FDMA。OFDM由于技术的成熟性，被选用为下行标准很快就达成了共识。
而上行技术的选择上，由于OFDM的高峰均比(PAPR)使得一些设备商认为会增加终端的功放成本
和功率消耗，限制终端的使用时间，一些则认为可以通过滤波，削峰等方法限制峰均比。不过，
经过讨论后，最后上行还是采用了SC一FDMA方式。
2006年2月，IEEE802.16e(移动宽带无线城域网接入空中接口标准)形成了最终的出版物。
当然，采用的调制方式仍然是OFDM。
拥有我国自主知识产权的3G标准--TD-SCDMA在LTE演进计划中也提出了TD-CDM-OFDM的
方案B3G/4G是ITU提出的目标。B3G/4G的目标是在高速移动环境下支持高达100Mb/S的下行
数据传输速率，在室内和静止环境下支持高达IGb/S的下行数据传输速率。而OFDM技术也将扮
演重要的角色。

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三、课题实施的具体方案

本论文以OFDM系统为基础，介绍了OFDM系统的基本原理和主要优缺点，以及使用
OFDM技术的优势所在，并且展望了该技术在今后的无线移动技术的发展前景。主要研究OFDM
系统传输性能以及如何对该性能进行提高。在理论分析的基础上，用MATLAB进行仿真，最后
做出传输性能的分析和比较。
可行性分析：
OFDM技术对抗频率选择性衰落或窄带干扰具有非常理想的效果。在单载波系统中，单个衰
落或干扰能够导致整个通信链路失败，但