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昆明学院 2021 届毕业设计〔论文〕开题报告
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毕业设计〔论文〕题目 正交频分复用〔OFDM〕系统的性能仿真 一、选题的意义：
随着通信技术的广泛应用和计算机网络技术的普及，移动通信通信愈来愈显得重要。移动通信是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。随着人们对通信业务范围和业务速率要求的不断提高，已有的第二代移动通信网络将很难满足新的业务需求。为了适应新的市场需求，人们正在开展第三代〔3G〕移动通信系统。从技术层面来看，3G系统主要是以CDMA为核心技术，而在3G以后的移动通信系统中正交频分复用〔OFDM〕最受瞩目，有不少专家学者正针对OFDM技术在无线通信技术上的应用从事研究。
正交频分复用〔OFDM〕是一种特殊的多载波传输方式，由于各子载波之间存在正交性，允许子信道的频谱相互重叠，与常规的频分复用系统相比，OFDM可以最大限度的利用频谱资源。同时它把高速数据通过串并转换，使得每个子载波上的数据符号持续长度相对增加，降低了子信道的信息速率，将频率选择性衰落信道转换为平坦衰落信道，从而具有更好的抗噪声、抗多径干扰的能力，适于在频率选择性衰落信道中进行高速据传输。在3G、4G中被运用，作为通信方面其有很多优势。目前OFDM技术已经被广泛应用于播送式的音频、视频领域和民用通信系统，主要的应用包括：非对称的数字用户环路〔ADSL〕、ETSI标准的数字音频播送〔DAB〕、数字视频播送〔DVB〕、高清晰度电视〔HDTV〕、无线局域网〔WLAN〕等。
因此，对OFDM系统进行仿真，研究其主要性能参数，对OFDM系统的深入研究具有非常重要的意思！ 二、简述选题在该领域的水平和开展动态：
正交频分复用是一种把高速率的串行数据通过频分复用来实现并行传输的多载波传输技术，OFDM并不是如今开展起来的新技术，OFDM技术的应用已有近40年的历史，主要用于军用的无线高频通信系统。但是，一个OFDM系统的结构非常复杂，从而限制了其进一步推广。直到上世纪70年代，人们采用离散傅立叶变换来实现多个载波的调制，简化了系统结构，使得OFDM技术更趋于实用化。80年代，人们研究如何将OFDM技术应用于高速MODEM。进入90年代以来，OFDM技术的研究深入到无线调频信道上的宽带数据传输。
近年来，由于数字信号处理技术 (Digital Signal Processing, DSP)和大规模集成电路CPLD技术的飞速开展，使得当载波数目高达几千时也可以通过专用芯片来实现其DFT变换，大大推动了OFDM技术在无线通信环境中的实用化，OFDM技术在高速数据传输领域受到了人们的广泛关注。目前，人们开始集中精力研究和开发OFDM在无线移动通信领域的应用，并将 OFDM技术与多种多址技术相结合。此外，OFDM技术还易于结合空时编码以及智能天线等技术，最大程度提高物理层信息传输的可靠性。 三、设计〔论文〕所要设计、研究的内容和实施方案：
正交频分复用〔OFDM〕的根本原理是将高速的数据流分解成许多低速率的子数据流，利用相互正交且重叠的多个子载波同时传输。它的主要优点是多径失真低，抗符号间干扰(ISI)能力强，频带利用率很高。可以通过相关教材、网上查找资料。阅读有关文献来对相关知识进行学习，理解OFDM的根本原理，了解MATLAB软件根本知识。在较短的时间内掌握MATLAB软件的根本操作，学习OFDM系统性能的设计方法。
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本文针对OFDM系统的性能在计算机上用仿真工具Matlab进行了仿真和分析。全文主要由四局部构成:OFDM的历史及其开展过程、OFDM的原理及应用、Matlab仿真系统和OFDM系统的性能仿真及分析。将首先对OFDM技术的历史、开展过程、应用以及其优缺点进行深入了解，其次是对OFDM技术的根本原理进行深入研究，其中包括：无线多径信道的特性、系统模型、传输技术及OFDM开展现状、趋势，其中无线多径信道局部又包括无线多径信道的建模、无线多径信道的参数以及多径效应产生的衰落，系统模型局部又分为连续系统模型和离散系统模型。然后是对Matlab这种仿真软件的功能进行了简单的介绍，包括MATLAB的功能、MATLAB的语言特点、MATLAB的工作环境。最后一局部，是本文的重点即用MATLAB软件对OFDM技术进行仿真分析，先是MATLAB的简介，OFDM系统的性能进行仿真〔需通过阅读相关书籍和文献资料写出MATLAB语言的仿真程序，并进行调试和修改〕，绘制仿真流程图，根据流程图进行编程，在此根底上对其结果数据加以分析得出结论。
综上所述，本文完成了对一个OFDM系统性能的仿真。同时为该系统的具体实现提供了大量有用的数据，为OFDM通信系统的进一步改良奠定了根底。 四、主要关键技术、工艺参数和理论依据：
主要关键技术有：时域和频域同步 ，降低峰值平均功率比，信道编码
编码类技术主要是利用不同编码所产生不同的码组而选择PAPR较小的码组作为OFDM符号进行数据信息的传输，从而防止了信号峰值。
参数：数据传输速率〔19.2Kbps〕，调试方式〔OPSK〕,信道编码，译码〔Viterbi 译码〕，OFDM符号长度〔320〕，保护间隔〔循环前后缀各32点〕，子载波数〔128〕，IFFT/FFT点数(260)。仿真参数为载波数=128，循环次数=2000*128=256000，信噪比=0dB～12dB，间隔=2dB下：信噪比=0dB时 误码率=0.0842；信噪比=6dB时 误码率=0.0082；信噪比=12dB时 误码率=4.9219e-004。在参数设计时，首先需要明确系统的3个主要的指标：带宽、比特率和时延扩展。
OFDM 的根本思想是将串行的数据并行地调制在多个正交的子载波上，这样可降低每个子载波的码元速率，增大码元的符号周期，提高系统的抗衰落和干扰的能力，同时由于每个子载波的正交性，频谱的利用率大大提高。
五、设计〔论文〕的研究特色和创新之处:
本文的创新之处为利用Matlab仿真软件对OFDM系统的性能进行仿真，绘制仿真流程图，根据流程图进行编程，并在此根底上对得到的结果数据加以分析得出有用结论供工程实际应用。通过理论知识的讲解说明与仿真结果的图形分析相结合，能够较好的讲述OFDM系统性能的仿真，也能够对OFDM有更进一步的认识，进一步掌握有关移动通信系统的相关知识。
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本文来源：https://www.wddqxz.cn/397f80362ec58bd63186bceb19e8b8f67d1cef5b.html
2023-08-07
