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毕业设计（论文）

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毕业设计（论文）报告

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基于SIMULINK的OFDM通信系统的仿真

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基于SIMULINK的OFDM通信系统的仿真

摘要：随着无线通信技术的快速发展，正交频分复用（OFDM）技术因其频谱利用率高、抗干扰能力强等特点在无线通信系统中得到了广泛应用。本文针对OFDM通信系统，利用MATLAB/SIMULINK平台进行了仿真研究。首先对OFDM系统原理进行了介绍，然后对仿真环境进行了搭建，包括调制解调、信道仿真、信号处理等模块。通过对仿真结果的对比分析，验证了所设计的OFDM通信系统的性能，并对仿真过程中出现的问题进行了分析和改进。本文的研究成果为OFDM通信系统的设计与优化提供了理论依据和实践指导。关键词：OFDM；通信系统；仿真；MATLAB/SIMULINK

前言：随着信息技术的飞速发展，无线通信技术已成为现代社会不可或缺的一部分。正交频分复用（OFDM）作为一种高效的多载波调制技术，在提高频谱利用率、降低信号干扰等方面具有显著优势。近年来，OFDM技术在无线通信领域得到了广泛应用。为了进一步研究OFDM通信系统的性能，本文利用MATLAB/SIMULINK平台对OFDM通信系统进行了仿真研究。通过搭建仿真环境，对系统各个模块进行仿真，分析了系统性能，为OFDM通信系统的设计与优化提供了理论依据和实践指导。

一、1OFDM系统原理

1.1OFDM技术概述

(1)OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）即正交频分复用技术，是一种将数据传输信号分割成多个子载波信号，并利用多个正交的子载波在同一信道上进行传输的通信技术。这一技术的核心思想是，通过将信号划分为多个子载波，每个子载波之间采用正交关系，使得多个子载波可以同时传输，从而大大提高了频谱的利用率。OFDM技术的这种结构使其在应对无线信道中的频率选择性衰落方面表现出色，因此，它在现代无线通信系统中得到了广泛应用。

(2)OFDM技术的主要优点包括：首先，OFDM能够有效地利用频谱资源，因为它允许在频谱中存在频率选择性衰落的情况下实现多个子载波之间的并行传输。其次，由于OFDM采用多个正交的子载波，各个子载波之间的信号相互独立，这降低了多径衰落的影响，增强了系统的抗干扰能力。此外，OFDM技术还可以通过简单的滤波器来抑制子载波之间的交叉干扰，进一步提高了系统的性能。

(3)OFDM技术的实现涉及到多个关键步骤，包括子载波的产生、信号的调制、信号的传输以及信号的解调等。在子载波的产生过程中，OFDM系统需要根据信道的特性和需求来选择合适的子载波数和子载波的频率。在信号调制阶段，数据信号被映射到子载波上，常用的调制方式有QAM（QuadratureAmplitudeModulation，正交幅度调制）和PSK（PhaseShiftKeying，相位移键控）。信号传输时，多个子载波信号通过同一个信道进行并行传输，而在接收端，需要通过相应的解调算法来恢复原始的数据信号。此外，为了进一步优化系统的性能，OFDM系统中通常还会包含前向错误纠正编码、交织技术等多种技术手段。

1.2OFDM系统结构

(1)OFDM系统结构主要由以下几个部分组成：信号源、映射模块、循环前缀添加模块、IFFT/FFT模块、信道模块、FFT/IFFT模块、循环后缀移除模块、解映射模块和信号恢复模块。信号源负责提供原始数据，这些数据通常以比特流的形式存在。在映射模块中，比特流被转换为符号流，每个符号代表一定数量的比特。例如，在16-QAM调制中，每个符号代表4个比特。随后，循环前缀添加模块会在符号流前添加循环前缀，以减少符号间干扰（ISI）的影响。

(2)经过循环前缀添加后的信号流通过IFFT（InverseFastFourierTransform）模块转换为时域信号。在时域中，信号通过信道传输，该信道可能包括无线信道、光纤信道等。信道的特性，如频率选择性衰落和多径效应，都会影响信号的传输质量。在接收端，信号首先通过FFT（FastFourierTransform）模块恢复到频域，然后通过循环后缀移除模块去除循环前缀。解映射模块将频域的符号流转换回比特流，最后信号恢复模块负责从比特流中提取原始数据。

(3)以一个实际的OFDM系统为例，假设我们使用一个64个子载波的OFDM系统，其中每个子载波的带宽为1.25MHz，符号率为1Msps（每秒符号数）。这意味着整个系统的带宽为80MHz，可以支持高达100Mbps的数据传输速率。在实际应用中，为了提高系统的性能，可能还会采用一些