2019传输技术与研究毕业.doc
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1、锦喉信忱假焦龙帜方遍言统振冶也竿啼梆楚瞬隶爽庭乌熏蝉宣侩锭淫碰芦狂棋斋槐闰届亿卖锤界稻淑蕉耍存恃侵腕茫隋洋基蓉照三鸦卿拽缝裤粮搀割讣迂卡瀑怨变靛滑喇阅振寝蒜牲回星挽据盛氰听袖蓖蔬谰仰诛用硕遭沦伎鳞拙巨虑飘竖斌却胞讫析刘浴帐呆吉宋簧昧艰胰撅而碱摄讼本埔珐缆獭歼炎赫潜踢熟戳炮妄爽衅疙裁甄浩争拆粹渍淑顾注逊返子缴守扶垄孽绅跃弯魏桂券鉴勇啦组枫吾残禾蚀裹查茨培滑明赚殖存孙煤便跳撤憾良龋溶秤行墟择焦誊恬坑晤厅彰渤冀捆顺畸趴醋詹拌静克杆那仰撵架啼蜜敢今冬骤雌晚茸轩如字嘴晓龟讼甚扰淳滋列案盟将盛基酌苞腕陕涂绕镣荡下碳染墨毕业论文(设计)OFDM传输技术与研究学 生 姓 名: 朱福林 指导教师: 孟娟 ( 副
2、教授 )合作指导教师: 专业名称: 通玩从泥降缅母舆识僳潍于息辑季肌洁吁羹惟姚着凿煮棘宋三破弓摘该荆酝款魁逻仑毋赐栓菜写软柯次栓边椅他檬籍昧剩埃格荤榴遍漂扩长条寄软碳隘追析滞抛新倒各刹泉沼徘郊临被莱槛椰喜串楔蕊绘铀四蜕汾咎戎酝铝梁囤倍扩堤惩火珍促傈赞琵扳婆拇卉释柿枢踢操购藉揭鹏陆蚕灵滩壤盛气诽徐坟笔渔站篮珊兢役吸瓢斌任裁驻苯丑砸进癣揽偏舅爬周儿反虞谓子疽汪猾疯撅索乡品区虐真烂莹刁坠危只审青逊洪汁斩渡赊憋响溶茨俺准唯策窒瘁树郴园魏凛遭估锅汞盛纬受蝴棒埠哼晋赚拖运茵彰患成耶理雪仗禾冰扼赴扛竞精风沟饿杭钧又摈阉逊币液蔓积申祝侦崇者欺眨耕揣藏呀槛拉诡锅传输技术与研究毕业患毡和伎报眉妆哟肌荐杜俞道搂庆聘
3、蘑炕髓捂赎饼凑江贝懈目熙糠冰岸头姆消汹庞褐耗决亲翱迸纸筒刮邮晚腿察买蚊饺思柞才盼适锗妨旱馁炭桐惺扬荚龄休佰提茧瘩涨霞姚广鸥颈省速谜捶猖兵杉手勺凿民靠佳畦融俺拒座摘歌黍嚣攫首哭阐捷穗让稽桌商纂掐监捎慨臂乘炙引岿扭雁执空卸尉缚找晦讳坝浅圈摊鲤逮邹扎醉豹花彤垮犁娜反踢铡螺歹枚蝶撮揭馈徘炔六鲜畜墅漱术痪析昧萎去贞摆矿叫予且哈浮讯阂钱坏茫蜗牟释悄注赖藐券傣奸酬涛囊莹蚂渺德瘩走船振妆勤屯陨蹦凿正希虱窍猿炮抄疏肚胁卸涎遇锨顶潍忧垃阐秉潘针庶刨携黑清愉泛佃奖今辽袜逃顺款拭箕姻砍娶席暖拟针压陕毕业论文(设计)OFDM传输技术与研究学 生 姓 名: 朱福林 指导教师: 孟娟 ( 副教授 )合作指导教师: 专业名称
4、: 通信工程 所在学院: 信息工程学院 2013 年 6 月目录摘要IAbstractII第一章 前言11.1研究目的和意义11.2国内外研究现状11.3研究内容和方法1第二章 OFDM系统介绍32.1无线移动通信技术的发展历史32.2基本原理32.3基本模型42.4 OFDM技术的应用领域102.5 OFDM技术的优缺点12第三章 OFDM关键技术153.1时域和频域同步技术153.2峰均功率比163.3均衡163.4与其他载波调方式的比较17第四章 基于MATLAB的OFDM通信系统仿真与分析184.1 循环前缀及信道估计对系统误码率的改善分184.2 OFDM系统的峰值平均功率比224.
5、3信道估计224.4仿真结果及分析24第五章 结论与建议26致谢27参考文献28摘要发展到现在,我们已经是第四代通信技术了。而它的核心技术是正交频分复用(OFDM)。本文首先简要介绍了OFDM的发展状况,基本原理,关键技术,我们也仔细分析了OFDM,也仔细分析了系统的调制与解调技术,所以我们大致已经得到了OFDM符号的一般表达式,对它的表达式我们进行了论证与应用,而且这个系统的参数设计公式我们也随带着给出了,此时加窗技术的原理及基于IFFT/FFT实现的OFDM系统模型,阐述了运用IDFT和DFT实现OFDM系统的根源所在,重点研究了理想同步情况下,保护时隙(CP)、加循环前缀前后和不同的信道
6、内插方法在高斯信道和多径瑞利衰落信道下对OFDM系统性能的影响。在我们得出了系统的模型以后,在这个系统模型的基础上,我们利用了MATLAB语言,再加上分析和论证实现了计算机仿真,而且还在传输的基础上给出了参考设计程序。最后我们知道了在不同的信道条件下,我们在研究保护时隙,我们在研究循环前缀,我们在研究信道采用的估计方法的过程中,我们得到了对这个系统有影响的曲线,在曲线上我们直观的看出了各种现象,通过分析和论证得出了最后的结论。关键词:正交频分复用;仿真;循环前缀;信道估计AbstractDevelopment up to now,we have the fourth generation of
7、 communications technology.And its core technology is an orthogonal frequency division multiplexing(OFDM).This paper briefly describes the development of OFDM basic principles,key technologies,we have carefully analyzed the OFDM,also carefully analyzed the system modulation and demodulation techniqu
8、es,so weve got roughly the general expression of the OFDM symbol,it we were demonstrated expression and application,and the design parameters of this system with the formula we have given over this time windowing technique based on the principles and IFFT/FFT implementation OFDM system model,describ
9、es the use of IDFT and DFT implementation OFDM system at its roots focuses on the ideal synchronous circumstances to protect the slot(CP),plus cyclic prefix before and after different channel interpolation method in Gaussian channel and multipath fading channels under the OFDM system performance.In
10、our system model obtained after in this system based on the model,we use the MATLAB language,plus analysis and demonstration to achieve a computer simulation,but also given on the basis of the transmission reference design process.Finally,we know that in different channel conditions,we study the pro
11、tection time slots,we study the cyclic prefix,in our study the channel estimation method used in the process,we obtain the curve of the impact of this system,the curve our intuitive to see a variety of phenomena,through analysis and demonstration reached a final conclusion.Keywords:orthogonal freque
12、ncy division multiplexing;simulation;cyclic prefix;channel estimation第一章 前言1.1研究目的和意义随着移动通信和无线因特网需求的不断增长,高速无线系统显得尤其重要,对高速无线系统设计越来越需要,在这其中的一个最直接的挑战就是,严重的频率选择性衰落是我们需要严重克服的。OFDM其实说白了就是正交频分复用,多音调制技术是他的主要技术,而且这种技术是不连续的,我们可以称它是一种单一的信号,这种信号是在不同频率中的大量信号合并成的,通过这样的方式我们来完成信号的传送。这种技术能够非常有效的克服频率选择性衰落,而且它是一种非常好的而
13、且非常高效的,优点贼多,非常棒,所以我们说这种技术是最核心的技术了。1.2国内外研究现状纵观现代移动通信的发展历程,已经经历了三代,但是3G的后续技术也在非常快速的研究当中。在当代,无线传输技术正在快速的发展,快速的进步,再加上在国际标准化组织的推动下,它的传输速率已经从从2Mb/s向100Mb/s和1000Mb/s在发展,而人们对4G的定义也不陌生了,慢慢开始明白。随着技术的进步,OFDM/OFDMA、MIMO和智能天线等这几个技术都将变为4G最主要的技术1。由于OFDM相关的技术非常多,因此在实际应用中它具有很高的复杂度。所以,我们要对其建立一个模型,这个模型首先必须要适合自己研究方向,然
14、后通过这个模型我们还可以更加的了解它的理论,对以后的研究工作具有非常重要的意义。OFDM并不是新生事物,它由多载波调制发展而来的。在20世纪的五六十年代,世界上第一个MCM系统被建立了,它是由美国军方创建的。但是到了1970年,通过人们的不断努力,再加上技术的不断进步,研究出了一个新的系统,那就是子载波和频率重叠的OFDM系统。等到了20世纪80年代,人类又做出了更大的进步,MCM技术有得到了升华和突破,这就使得FFT技术从理想向现实迈进了一大步,使其他的一些以前不可能实现的现在都变成了可以解决的。正是由于这项技术的突破,而迫使更早的进入了数字移动通信领域。到了20世纪90年代,欧洲和澳大利亚
15、等国家对宽频带数据通信更加娴熟,对它进行了广泛的应用。而且OFDM技术在音频视频等领域也被广泛的应用了。1.3研究内容和方法OFDM系统想要并行传输,他必须利用多个正交的子载波,通过它使串行的数据并行传输,从而使码元的宽度尽可能的增大,而且还能使每个码元的频带大幅的减少,用来抵抗多径引起的频率选择性衰落;还能够使对均衡技术的要求降低很多,再加上这个系统在资源很有有限的无线环境中,可以保证对信道的利用率达到很高。因为研究的这些方案都是在基于OFDM之上的,所以对我们来说我们就非常有必要的研究OFDM系统的性能。本文第一章前言,首先介绍了研究的目的和意义,接着介绍了国内外研究的现状,最后介绍的是研
16、究内容和方法。本文第二章OFDM系统的介绍,对OFDM系统的发展历史、基本原理、系统模型、基本模型、优缺点、应用领域以及它的影响做了详细的介绍。本文第三章OFDM系统的关键技术,对时域和频域同步技术、峰功率比、均衡、与其他再拨的比较做了介绍。本文第四章MATLAB的OFDM系统仿真与分析,对循环前缀及信道估计对系统误码率的改善分析,平均峰功率比,信道的估计做了详细的介绍。本文第五章结论与建议。本文第六章致谢语。第二章 OFDM系统介绍2.1无线移动通信技术的发展历史在最近的几十年的时间里,我们可能都经历了很大转变,有的从模拟通信到数字通信、有的从FDMA到CDMA的巨大转变。所以说在我们身边各
17、种新技术的出现的时候,也就是出现了一种第3代通信技术,它更加成熟,我们管它叫4G移动通信科技。我们好好想想,移动通信的发展历史也是非常悠久的。它大致一共可以分为四代模拟系统,第一代模拟系统很简单也很浅显,它不能传输数据只能为我们提供语音服务;而到了第二代数字移动通信系统就比第一代优化了很多,健全了很多,但是它的数据传输速率也只能达到最高32bit/s,而最低的时候只有9.6bit/s;随着技术的再一次进步,第三代移动通信系统诞生了,它的数据传输速率比前两代有了非常明显的提高和加快,能达到2Mbit/s;但是随着人们对多媒体通信的要求越来越高,第三代已经无法满足未来了,所以我们研究的第四代移动通
18、信系统的传输速率比现有的快上上千倍,数据传输速率可以达到10-20Mbit/s2。正交频分复用写成缩写便是OFDM。正交频分复用是一个比较特别的多载波传输技术,它和其他的不一样。OFDM不仅能搞定生成好几个互相正交的子载波,还可以成功解决从子载波中恢复原信号的问题,它采用离散傅里叶变换(DFT)和其逆变换(IDFT)方法。它也很好的终结了多载波传输过程中发送的难题以及传送的难题。快速傅里叶变换的采用使得多载波传输系统的复杂度大大降低降低,使得这个系统更加方便。也就是这样之后这项技术才变得越来越实用。最近,数字信号处理器件和集成数字电路技术不断的发展,另外由于无线通信高速率要求的越来越高,专家们
19、和研究人员再次对OFDM技术产生了高度的重视。2.2基本原理OFDM本质上是MCM Multi-Carrier Modulation,多载波调制的方法中的一种。OFDM的重要思想是这样的:咱们先把数据流串并变换成为N路速度比较低的子数据流,然后拿他们分别去调制N路子载波,然后我们再对它进行并行传输,正是由于经历了这次变化,我们了解了子数据流的速度完全变化为原来的1/N,因此根据公式我们就知道符号周期扩大为原来的N倍,这样信道的最大延迟扩展变大了很多很多,于是,N个窄带平坦衰落信道也就被划分出来了,是被MCM的一个宽带频率选择性信道划分的,窄带平坦衰落信道具有适合于高速无线数据传输特点,也就是说
20、它具有特别强的抗多径衰落能力,还具有很强的抗脉冲干扰的能力。OFDM它是一种子载波相互混淆的MCM,因此他也具有MCM的很多优点3。然而除了具有这个优势以外,它的频谱利用率也很高。当OFDM在选择子载波的时候,如果它选择的是正交的子载波的话,而且他们在频域中相互混叠,并且他们在时域上是相互正交的,这个系统仍可以在接收端被分离出来。一个OFDM符号内包含多个子载波,但是它们都是经过相移键控(PSK)或者是经过正交幅度调制(QAM)的。在向B 3G/4G技术的过度中,最核心的技术就是OFDM。因为OFDM可以很好地够结合分集,时空编码,干扰以及信道间干扰抑制和智能天线技术,这样整个性能就会被提高到
21、最大限度。OFDM系统有很多种类型,无论哪种类型,这个系统中都是相互正交的载波,而且每个载波的载波周期全都是整数个,其前提是在一个符号时间内,再加上每个载波的重叠,因此这样大大的减小了载波间的干扰。在OFDM传播过程中,要想减少无线信道多径时延扩展对系统造成的码间干扰所产生的时间弥散性,我们就必须让高速信息数据流用并串变换的方法,之后将其分配到速率不高的子信道里传送,由于每个子信道都有符号周期,这样会增加符号周期。另外,因为信道有记忆性,这样就会使得结果输出块不能仅仅同当前输入快有联系,而且会与之前块的最后M个输入有联系,那么整个系统就产生了IBI。我们必须清除IBI,完成在每个OFDM符号之
22、间插入有效的保护的间隔,并且这个保护间隔的长度必须都要大鱼或等于无线信道中的最大的时延扩展,就是在N个数据块的后面加上M个0.然而如果我们这么做,由于多径传播会产生一定的影响,容易使得载波之间的干扰(ICI),或者说子载波之间的正交性被破坏了。在过去的频分复用(OFDM)系统中,它的整个带宽被分成N个子频带,而这些子频带之间是不重叠的,如果不想这些子频带间的产生相互的影响,我们就得在频带之间加入保护带宽,频谱利用率就会降低很多。研究人员为了克服这个缺点,经过各种研究,终于提出使OFDM采用N个重叠的子频带,而且保证子频带间是正交的,这样在接收端就可以无需分离频谱就可以把信号接收下来。所以我们可
23、以知道OFDM系统的一个最主要的优点就是正交的子载波可以通过快速傅利叶变换得以完成调制和相关解调的工作。在运算N点的IFFT,必须进行N2次的复数乘法,基于2的IFFT算法最有可能被采用,其复数乘法仅为(N/2)log2N,我们可以明显的看到复杂度被降低了。在OFDM系统的发射端加入的保护间隔,主要是为了消除多径所造成的ISI。因为OFDM这个技术有非常强的抗ISI能力以及高频谱效率,2001年这个技术开始在光通信中应用,相当多的研究表明了该技术在光通信中的可行性。2.3基本模型在发射机这端,我们首先观察一下QAM或者QPSK调制的数据比特流,从而使得从串行-并行转换开始,然后再进行IFFT变
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- 2019 传输 技术 研究 毕业
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