OFDM系统在多径衰落信道中性能的仿真开题报告任务书

1、本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名：xx专业班级：电子信息工程xx指导教师：xx工作单位：设计(论文)题目：OFDM系统在多径衰落信道中性能的仿真设计(论文)主要内容：OFDM应用到移动通信系统中已成为研究OFDM的主流方向。然而，OFDM 虽然能够较好地解决了多径环境中的信道频率选择性衰落问题，但是子信道的平 坦性衰落却尚未得到较好的克服，即各子载波的幅度服从瑞利(Rayleigh)分布。 此时可以结合信道编码、交织和分集等技术来改善系统的误码率性能。实际移动 通信系统中的信道，通常都可以被描述为多径衰落信道。多径衰落信道仿真模型 对于移动通信研究具有重要意义，尤其在信道建模、性能分析及系

2、统测试等方面 作用重大。因此研究多径衰落信道模型下的OFDM系统将更有实际价值。本文构建了正交频分复用(OFDM )系统的仿真模型，给出了具体信道的参数。 在不同信道传输环境下，对不同调制方式和不同移动速度下的OFDM系统性能 进行了分析比较，在仿真结果的基础上给出了 OFDM系统抗多普勒频移的参考 方案，采用的信道模型基于ITU-RM. 1225 Channel B瑞利(Rayleigh)衰落信道。 最后，在基于COST207的信道模型下，对四种典型环境的OFDM系统进行了仿 真研究，并对其结果作了讨论分析。要求完成的主要任务：1、查阅不少于16篇的相关资料，其中英文文献不少于5篇，完成开题

3、报告。2、熟悉OFDM系统的基本原理。3、在BPSK、QPSK、16QAM和64QAM调制方式的OFDM系统的仿真。4、完成不少于12000字的论文（设计说明书、xx张图纸）。必读参考资料：1、王文博，郑侃 编著宽带无线通信OFDM技术第2版出版社:人民邮 电出版社。2、 汪裕民著 OFDM关键技术与应用（3GB3G核心技术丛书）机械工业出 版社出版3、李建东等.移动通信（第四版）M.西安电子科技大学出版社.2006年7 月.指导教师签名：系主任签名:院长签名（章）武汉理工大学本科学生毕业设计(论文)开题报告1、目的及意义(含国内外的研究现状分析)无线信道中可靠、高速的数据传输是无线通信的目标

4、和要求。以OFDM为 代表的多载波传输技术抗符号间干扰能力强、频谱利用率高且能在多径衰落信 道下有效进行高速数据传输，在移动通信应用中有很好的发展前景。OFDM技 术通过将原始信道划分为等间隔的N个正交子信道，使每个子信道的带宽都小 于相十带宽，因而可以很好地抑制码间串扰(InterSymbol Interference，ISI)， 而且子信道间正交可以去除信道间干扰(InterChannel Interference， ICI)。若 再采用插入循环前缀(CP)作为保护间隔的方法，OFDM则有可能完全消除IsI 和多径带来的ICI的影响。目前，这种技术已经在很多领域中得到了应用，例 如数字音频

5、广播(DAB)、数字视频广播(DVB)H、非对称数据用户线(ADSL)、 IEEE802. 11a无线局域网标准Ho等。近年来，把OFDM应用到移动通信系统中已成为研究OFDM的主流方向。 然而，OFDM虽然能够较好地解决了多径环境中的信道频率选择性衰落问题， 但是子信道的平坦性衰落却尚未得到较好的克服8 1，即各子载波的幅度服从瑞 利(Rayleigh)分布。此时可以结合信道编码、交织和分集等技术来改善系统的误 码率性能。实际移动通信系统中的信道，通常都可以被描述为多径衰落信道。 多径衰落信道仿真模型对于移动通信研究具有重要意义，尤其在信道建模、性 能分析及系统测试等方面作用重大。因此研究多

6、径衰落信道模型下的OFDM系 统将更有实际价值。本文在分析了 AWGN信道下OFDM系统性能的基础上， 着重研究了 ITUR M. 1225 Channel B和COST 207的多径衰落信道模型下 OFDM系统的性能，并对其仿真结果进行了分析和比较。2.OFDM的优点和缺点频谱利用率较高OFDM技术可以被看作是一种调制技术，也可以被当作一种复用技术。传 统的频分复用(FDM)多载波调制技术(如图13-4 (a)所示)中各个子载波的 频谱是互不重叠的，同时，为了减少各子载波之间的相互干扰，子载波之间需 要保留足够的频率间隔，频谱利用率较低；而OFDM多载波调制技术(如图13-4 (b)所示)中

7、各子载波的频谱是互相重叠的，并且在整个符号周期内满足正交 性，不但减小了子载波间的相互干扰，还大大减少了保护带宽，提高了频谱利 用率。抗码间干扰(ISI，Inter-Symbol Interference)能力强码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰，它与加性的噪 声干扰不同，是一种乘性的干扰。造成码间干扰的原因有很多，实际上，只要 传输信道的频带是有限的，就会造成一定的码间干扰。OFDM通过在传输的数 据块之间插入一个大于信道脉冲响应时间的保护间隔，消除了由于多径时延扩 展引起的符号间干扰。抗频率选择性衰落和窄带干扰能力强在单载波系统中，一次衰落或者干扰会导致整个链路失效，但是在

8、多载波 系统中，某一时刻只会有少部分的子信道受到深衰落的影响。OFDM把信息通 过多个子载波传输，在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系 统上的信号时间长很多倍，使OFDM对脉冲噪声和信道快速衰落的抵抗力更强。 同时，通过子载波的联合编码，达到了子信道间的频率分集的作用，也增强了 对脉冲噪声和信道快速衰落的抵抗力。OFDM还可以根据每个子载波的信噪比 来优化分配每个子载波上传送的信息比特，自动控制各个子载波的使用，有效 避开噪声干扰以及频率选择性对数据传输可靠性的影响，实现对信道的自适应 性。通过软件编程，OFDM可以有效地屏蔽某些子载波，实现对民用或军用重 要频点的保护。在电力线

9、通信中，OFDM通过把电力线分为许多窄带子信道， 使得各个子信道呈现相对性和平坦特性，不仅消除了由于电力线的低通效应和 传递函数的剧烈波动而引起的失真，而且无须复杂的信道均衡系统，实现比较 简单，成本比较低廉。OFDM的缺点由于OFDM系统存在多个正交的子载波，而且其输出信号是多个子信道的 叠加，因此与单载波系统相比，存在如下缺点：（1）易受频率偏差的影响。由于子信道的频谱相互覆盖，这就对它们之间的正交性提出了严格的要求。 在传输过程中出现的信号频谱偏移或发射机与接收机本地振荡器之间存在频率 偏差，都会使OFDM系统子载波之间的正交性遭到破坏，导致子信道间干扰 （ICI，Inter-Chann

10、el Interference），这种对频率偏差的敏感性是OFDM系统的 主要缺点之一。（2）存在较高的峰值平均功率比。多载波系统的输出式多个子信道信号的叠加，因此如果多个信号的相位一 致时，所得到的叠加信号的瞬时功率就会远远高于信号的平均功率，导致较大 的峰值平均功率比（PAPR，Peak-to-Average Power Ratio）o这就对发射机内放 大器的线性度提出了很高的要求，因此可能带来信号畸变，使信号的频谱发生 变化，从而导致各个子信道间的正交性遭到破坏，产生干扰，使系统的性能恶 化。3进度安排工作的主要阶段、进度大三下学期第10周前接受毕业设计任务书，学习毕业设计（论文）要求及有关 规定。大三下学期第11-20周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需基 本内容概况。确定方案，