现代通信技术论文基于16QAM调制的OFDM无线通信仿真设计.doc

武汉理工大学 《现代通信技术》课程论文 基于16QAM调制的OFDM无线通信仿真设计 摘要：本文分析了移动通信系统所面临的现状和发展趋势，简要概述了OFDM技术的发展状况、原理和关键技术，在此基础之上建立并分析了OFDM系统连续和离散模型；然后结合数字通信技术设计了一个简单的基带OFDM系统，并用MATLAB对其进行仿真验证，着重阐述了在不同信噪比下系统的误码率，并对其进行分析。 关键词：正交幅度调制；正交频分复用；MATLAB imulation of OFDM wireless communication system based on 16QAM modulation Lu Hao Information Engineering college, Wuhan University of Technology, Wuhan in China, 430070 Abstract: This paper analyzes the mobile communication system faced situation and development trend, a brief overview of the development of OFDM technology, principles and key technologies, the analysis of continuous and discrete model for OFDM systems; then combined with digital communication technology, design a simple base-band OFDM system and its simulation using MATLAB verification, focusing on the different circumstances in the bit error rate. Keywords: QAM, OFDM, MATLAB 引言 进入21世纪以来，无线通信技术正以前所未有的速度向前发展。随着用户对各种高速率业务的需求，为了支持更高的信息传输速率，在下一代无线通信中必须采用频谱效率更高、抗多径干扰能力更强的新型传输技术。近年来受到广泛关注的一项宽带传输技术是以正交频分复用(OFDM)为代表的多载波传输技术。 OFDM[1](Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种特殊的频分复用。频分复用FDM技术的使用在一个世纪前就已得到应用，比如低速率的电报业务，就是在一个宽带信道中使用不同载波频率并行传输。但是，为了在接收端能够较容易地分离这些信号，传统多载波系统中各载波频率要分隔得足够远，同时要采用保护频带，这些使得频谱利用率很低。再有，因为各载波都需要自己的模拟前端，使得传统多载波传输方式复杂性也很高。OFDM在频域把信道分成许多正交子信道，各子信道间保持正交，频谱相互重叠，这样减少了子信道间干扰，提高了频谱利用率。同时，在每个子信道上信号带宽小于信道带宽，虽然整个信道的频率选择性是非平坦的，但对每个子信道是平坦的，大大减少了符号间干扰。此外，通过在OFDM中添加循环前缀可增加其抗多径衰落的能力。由于OFDM把整个信道分成相互正交的子信道，因此抗窄带干扰能力很强，因为这些干扰仅仅影响到一部分子信道。正是由于OFDM具有抗多径能力强、频谱利用率高的优点，因此受到广泛关注。 QAM[2]是英文Quadrature Amplitude Modulation的缩略语简称，意为正交幅度调制，是一种数字调制方式16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成4ASK是用多电平信号去键控载波而得到的信号。它是2ASK体制的推广，和2ASK相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。正交幅度调制是利用多进制振幅键控MASK)和正交载波调制相结合产生的 2.1 组成方案 本次设计主要进行的是MATLAB软件对OFDM通信系统的调制、解调方法进行仿真研究。仿真加入保护间隔(循环前缀[5])，利用IFFT/FFT实现的OFDM系统。所使用的调制方式为16QAM，并分析OFDM系统的性能以及仿真结果信号传输的误码率等。此次系统仿真设计过程中主要包括随机数列的产生，16QAM的调制与解调，OFDM系统的实现，循环前缀的加入等。下面逐一介绍。 2.1.1 隔离技术 本次设计的随机数列的产生主要由MATLAB中的rand函数和fix函数产生，前者为随机产生0到 2.1.2 16QAM调制与解调 QAM是一种频谱利用率很高的调制方式，它是以载波的振幅和相位两个参量同时受调制的联合键控体制，而且QAM具有比较高的抗干扰能力。