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基于Simulink的OFDM通信系统仿真.doc

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※※※※※※※※※ ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2007级学生数字通信原理课程设计 数字通信原理课程设计报告书 课题名称 基于Simulink的OFDM通信系统 仿真 姓 名 学 号 院、系、部 物理与电信工程系 专 业 通信工程 指导教师 2010年 1 月15 设计任务及要求 设计目的 符号间干扰是多径衰落信道宽带传输的主要问题,多载波调制技术包括正交频分复用(OFDM) 是解决这一难题中最具前景的方法和技术。利用OFDM技术和IFFT 方式的数字实现更适宜于多径影响较为显著的环境,本课题设计主要研究基于SIMULINK构建OFDM仿真系统。 设计要求 应用OFDM基本原理,基于SIMULINK详细讨论如何构建一个完整的OFDM动态仿真系统。通过仿真分析信道特性,无信道估计和LS 信道估计对OFDM系统性能的影响。来证明仿真系统能够很好地模拟OFDM传输系统,为进一步深入研究OFDM通信系统提供了便利。 指导教师签名: 2010年 1 月 15 二、指导教师评语: 指导教师签名: 2010年 1 月 15日 三、成绩 验收盖章 2010年 1 月 15日 PAGE 1 基于Simulink的OFDM通信系统仿真 1、设计目的 符号间干扰是多径衰落信道宽带传输的主要问题,多载波调制技术包括正交频分复用(OFDM) 是解决这一难题中最具前景的方法和技术。利用OFDM技术和IFFT 方式的数字实现更适宜于多径影响较为显著的环境,本课题设计主要研究基于SIMULINK构建OFDM仿真系统。 2、设计要求及原理 应用OFDM基本原理,基于SIMULINK详细讨论如何构建一个完整的OFDM动态仿真系统。通过仿真分析信道特性,无信道估计和LS 信道估计对OFDM系统性能的影响。来证明仿真系统能够很好地模拟OFDM传输系统,为进一步深入研究OFDM通信系统提供了便利。 2.1 OFDM基本原理 正交频分复用(OFDM) 技术就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,并且各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的,具有频率选择性,但是每个子信道是相对平坦的,在每个子信道上进行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相应带宽,因此大大消除了信号波形间的干扰。而且子信道的载波相互正交,一个OFDM符号包括多个经过PSK调制或QAM调制的子载波的合成信号,每个子载波的频谱相互重叠,从而又提高频谱利用率。 2.2 信源 调用通信工具箱中的Bernoulli Binary 发生器,产生服从伯努利分布的随机二进制输人数据。产生序列中0 和1 出现的概率基本相等,采用一个基于 帧的矩阵的输出信号,每列采样个数是88。 2.3 编码交织和解码去交织 调用通信工具箱中的RS 编码和解码模块,仿真参数设置码子长度为15 ,信息长度为11。由于衰落信道会产生突发性错误的信道,对抗此类信道的有效方法是在编码后进行交织,使产生突发性错误的信道变换成为错误独立的信道。故在模型中添加矩阵交织和块交织的双重交织,在解码时去交织,从而能够较好地抗突发性错误。 2.4 信号调制映射和解调逆映射 调用通信工具箱中的调制和解调模块,设置采用高阶的基带正交幅度调制解调16QAM。 2.5 OFDM发送和接收模块 利用SIMULINK提供封装的功能,分别封装成子系统。 图2.5.1   2.6 并串和串并模块 并串变换由Unbuffer 实现。相应地,接收端的串并变换由Buffer 实现。 2.7 信道 为了研究信道和噪声对OFDM 传输系统的影响,采用加性高斯白噪声信道(AWGN) 和多径瑞利衰落信道(Multipath Reyleigh Fading) 模块进行仿真。 2.8 信道估计和信道补偿模块 在SIMULINK下也将其封装成一个子系统。发送端的Training 产生特殊的训练序列用于接收端进行信道估计和信道补偿。对于实际系统的信道估计,可有好多估计方法和估计算法,复杂度和可靠性也不尽相同。这里采用如图3 所示的信道估计和信道补偿模型,其中信道估计采用LS (Least2Square 最小平方) 模型估计。 图2.8.1 图2.8.1 中的原始训练序列具体由PN 序列信号发生器产生,插入的位置取决于训练序列的设计。此模型的工作需要在阶跃模块输出控制信号下完成, 而求逆运算、乘法器只需从Math 2.9 误码率计算模块 调用误码率计数模块和数值显示模块构成。为了研究系统的误码性能,将发送端的信源和接收端的信道译码的输
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