无线电定义系统的原型设计

多天线OFDM系统算法实现与性能分析班级：04020201学号：2010040202034姓名：

郑天潇指导教师：王宇鹏

一：毕业设计题目来源及背景二：毕业设计总体思路三：毕业设计系统软件原理及框图四：毕业设计系统软件性能分析五：毕业设计体会第一章：毕业设计题目来源及背景

新一代移动通信系统所追求的目标就是任何人，任何时候可以与任何地方的任何人进行通信，并要求能以更低成本提供上百兆bits/s的多媒体数据通信速率，显然必须开发高频谱效率的无线传输方案才可能实现此目标。而随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的严重不足己经日益成为遏制无线通信事业的瓶颈。所以如何充分开发利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课题之一。追求尽可能高的频谱利用率已成为并且在今后仍然是一个充满挑战的问题。这种挑战促使人们努力开发高效的编码，调制及信号处理技术来提高无线频谱的效率。MIMO技术被认为是未来移动通信与个人通信系统实现高速率数据传输，提高传输质量的重要途径。近几年来，对无线系统中使用多天线以及空时编码与调制技术的研究己成为无线系统中新的领域，而且在理论和实践上也日渐成熟。1．绪论2．OFDM系统基本原理3．STBC编码算法4．V-BLAST编码算法5．多天线MIMO系统性能分析6．总结第二章：毕业设计总体思路第三章：毕业设计系统软件原理及框图OFDM调制fSTBC编码V-BLAST编码STBC解码V-BLAST解码OFDM解码判决器性能分析OFDM系统原理

正交频分复用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplex)是一种多载波调制方式，通过减小和消除码间串扰的影响来克服信道的频率选择性衰落。它的基本原理是将信号分割为N个子信号，然后用N个子信号分别调制N个相互正交的子载波。由于子载波的频谱相互重叠，因而可以得到较高的频谱效率。近几年OFDM在无线通信领域得到了广泛的应用。

当调制信号通过无线信道到达接收端时，由于信道多径效应带来的码间串扰的作用，子载波之间不再保持良好的正交状态，因而发送前需要在码元间插入保护间隔。如果保护间隔大于最大时延扩展，则所有时延小于保护间隔的多径信号将不会延伸到下一个码元期间，从而有效地消除了码间串扰。OFDM调制与解调流程图S/PQPSKIFFTP/SCP插入

D/AAWGNA/DCP去除S/PFFT解映射S/PSTBC原理与框图

空时分组码则是根据码子的正交设计原理来构造空时码子，空时分组码最早由Alamouti提出的。其设计原则就是要求设计出来的码子各行各列之间满足正交性。接收时采用最大似然检测算法进行解码，由于码子之间的正交性，在接收端只需做简单的线性处理即可。V-BLAST原理与框图

垂直分层空时结构（V-BLAST）是一种性能突出、频谱利用率高且非常简便实用的MIMO系统。V-BLAST系统是一种简化的BLAST检测算法，在室内慢衰环境中其频谱效率可以达到40bit/s/Hz。MIMO天线系统可以通过空间复用提供很大的容量，单天线的速率和功率控制可以很大地提高V-BLAST结构的数据吞吐量，而额外的天线选择可以提供附带的分集增益。第四章：毕业设计系统软件性能分析STBC-OFDM系统与普通BPSK调制仿真对比STBC两发两收系统普通BPSK调制

基于之前提到的系统模型，进行了计算机仿真，采用QPSK数字调制方式，两个发射天线，两个接收天线，OFDM调制的子载波数目为100。从仿真曲线图中可以看出,分集增益与性能曲线的斜率有关,随着发送天线的增加,曲线的斜率越来越大,分集增益也越来越大。

空时分组码可以获得满分集且译码较为简单,可以有效地简化接收机的结构。但是,空时分组码传输速率较低,且不能提供编码增益,因此,可以看成是一种分集技术。STBC-OFDM系统与普通BPSK调制仿真对比V-BLAST性能分析

信道为平坦慢衰落信道,调制方式为:QPSK调制,天线为4发4收或2发2收.我们做了直接ZF检测、ZF-VBLAST检测、MMSE-VBLAST检测、最大似然检测的误比特率的仿真比较,结果显示直接ZF检测性能最差,MMSE-VBLAST检测最接近最大似然检测。V-BLAST检测算法优于直接ZF检测算法.而V-BLAST检测算法中MMSE-VBLAST检测算法优于ZF-VBLAST检测算法,更接近于理想的最大似然检测算法.如果当天线数较多时发端进行适当编码,增加编码增益,进一步对抗误差传播能力,MMSE-VBLAST检测算法MMSE-VBLAST检测算法优势会更明显。第五章：毕业设计体会

通过这次的毕业设计，发现自己欠缺的还有很多很多，学习是个持续的过程，这点在我的导师王宇鹏老师身上有很大的体现，王老师在遇到