OFDM系統(tǒng)在多徑衰落信道中性能的仿真開題報(bào)告任務(wù)書

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名：xx專業(yè)班級(jí)：電子信息工程xx指導(dǎo)教師：xx工作單位：設(shè)計(jì)(論文)題目：OFDM系統(tǒng)在多徑衰落信道中性能的仿真設(shè)計(jì)(論文)主要內(nèi)容：OFDM應(yīng)用到移動(dòng)通信系統(tǒng)中已成為研究OFDM的主流方向。然而，OFDM 雖然能夠較好地解決了多徑環(huán)境中的信道頻率選擇性衰落問題，但是子信道的平 坦性衰落卻尚未得到較好的克服，即各子載波的幅度服從瑞利(Rayleigh)分布。 此時(shí)可以結(jié)合信道編碼、交織和分集等技術(shù)來改善系統(tǒng)的誤碼率性能。實(shí)際移動(dòng) 通信系統(tǒng)中的信道，通常都可以被描述為多徑衰落信道。多徑衰落信道仿真模型 對(duì)于移動(dòng)通信研究具有重要意義，尤其在信道建模、性能分析及系

2、統(tǒng)測(cè)試等方面 作用重大。因此研究多徑衰落信道模型下的OFDM系統(tǒng)將更有實(shí)際價(jià)值。本文構(gòu)建了正交頻分復(fù)用(OFDM )系統(tǒng)的仿真模型，給出了具體信道的參數(shù)。 在不同信道傳輸環(huán)境下，對(duì)不同調(diào)制方式和不同移動(dòng)速度下的OFDM系統(tǒng)性能 進(jìn)行了分析比較，在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上給出了 OFDM系統(tǒng)抗多普勒頻移的參考 方案，采用的信道模型基于ITU-RM. 1225 Channel B瑞利(Rayleigh)衰落信道。 最后，在基于COST207的信道模型下，對(duì)四種典型環(huán)境的OFDM系統(tǒng)進(jìn)行了仿 真研究，并對(duì)其結(jié)果作了討論分析。要求完成的主要任務(wù)：1、查閱不少于16篇的相關(guān)資料，其中英文文獻(xiàn)不少于5篇，完成開題

3、報(bào)告。2、熟悉OFDM系統(tǒng)的基本原理。3、在BPSK、QPSK、16QAM和64QAM調(diào)制方式的OFDM系統(tǒng)的仿真。4、完成不少于12000字的論文（設(shè)計(jì)說明書、xx張圖紙）。必讀參考資料：1、王文博，鄭侃 編著寬帶無線通信OFDM技術(shù)第2版出版社:人民郵 電出版社。2、 汪裕民著 OFDM關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用（3GB3G核心技術(shù)叢書）機(jī)械工業(yè)出 版社出版3、李建東等.移動(dòng)通信（第四版）M.西安電子科技大學(xué)出版社.2006年7 月.指導(dǎo)教師簽名：系主任簽名:院長(zhǎng)簽名（章）武漢理工大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告1、目的及意義(含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析)無線信道中可靠、高速的數(shù)據(jù)傳輸是無線通信的目標(biāo)

4、和要求。以O(shè)FDM為 代表的多載波傳輸技術(shù)抗符號(hào)間干擾能力強(qiáng)、頻譜利用率高且能在多徑衰落信 道下有效進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，在移動(dòng)通信應(yīng)用中有很好的發(fā)展前景。OFDM技 術(shù)通過將原始信道劃分為等間隔的N個(gè)正交子信道，使每個(gè)子信道的帶寬都小 于相十帶寬，因而可以很好地抑制碼間串?dāng)_(InterSymbol Interference，ISI)， 而且子信道間正交可以去除信道間干擾(InterChannel Interference， ICI)。若 再采用插入循環(huán)前綴(CP)作為保護(hù)間隔的方法，OFDM則有可能完全消除IsI 和多徑帶來的ICI的影響。目前，這種技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，例 如數(shù)字音頻

5、廣播(DAB)、數(shù)字視頻廣播(DVB)H、非對(duì)稱數(shù)據(jù)用戶線(ADSL)、 IEEE802. 11a無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)Ho等。近年來，把OFDM應(yīng)用到移動(dòng)通信系統(tǒng)中已成為研究OFDM的主流方向。 然而，OFDM雖然能夠較好地解決了多徑環(huán)境中的信道頻率選擇性衰落問題， 但是子信道的平坦性衰落卻尚未得到較好的克服8 1，即各子載波的幅度服從瑞 利(Rayleigh)分布。此時(shí)可以結(jié)合信道編碼、交織和分集等技術(shù)來改善系統(tǒng)的誤 碼率性能。實(shí)際移動(dòng)通信系統(tǒng)中的信道，通常都可以被描述為多徑衰落信道。 多徑衰落信道仿真模型對(duì)于移動(dòng)通信研究具有重要意義，尤其在信道建模、性 能分析及系統(tǒng)測(cè)試等方面作用重大。因此研究多

6、徑衰落信道模型下的OFDM系 統(tǒng)將更有實(shí)際價(jià)值。本文在分析了 AWGN信道下OFDM系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上， 著重研究了 ITUR M. 1225 Channel B和COST 207的多徑衰落信道模型下 OFDM系統(tǒng)的性能，并對(duì)其仿真結(jié)果進(jìn)行了分析和比較。2.OFDM的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)頻譜利用率較高OFDM技術(shù)可以被看作是一種調(diào)制技術(shù)，也可以被當(dāng)作一種復(fù)用技術(shù)。傳 統(tǒng)的頻分復(fù)用(FDM)多載波調(diào)制技術(shù)(如圖13-4 (a)所示)中各個(gè)子載波的 頻譜是互不重疊的，同時(shí)，為了減少各子載波之間的相互干擾，子載波之間需 要保留足夠的頻率間隔，頻譜利用率較低；而OFDM多載波調(diào)制技術(shù)(如圖13-4 (b)所示)中

7、各子載波的頻譜是互相重疊的，并且在整個(gè)符號(hào)周期內(nèi)滿足正交 性，不但減小了子載波間的相互干擾，還大大減少了保護(hù)帶寬，提高了頻譜利 用率?？勾a間干擾(ISI，Inter-Symbol Interference)能力強(qiáng)碼間干擾是數(shù)字通信系統(tǒng)中除噪聲干擾之外最主要的干擾，它與加性的噪 聲干擾不同，是一種乘性的干擾。造成碼間干擾的原因有很多，實(shí)際上，只要 傳輸信道的頻帶是有限的，就會(huì)造成一定的碼間干擾。OFDM通過在傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)塊之間插入一個(gè)大于信道脈沖響應(yīng)時(shí)間的保護(hù)間隔，消除了由于多徑時(shí)延擴(kuò) 展引起的符號(hào)間干擾?？诡l率選擇性衰落和窄帶干擾能力強(qiáng)在單載波系統(tǒng)中，一次衰落或者干擾會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鏈路失效，但是在

8、多載波 系統(tǒng)中，某一時(shí)刻只會(huì)有少部分的子信道受到深衰落的影響。OFDM把信息通 過多個(gè)子載波傳輸，在每個(gè)子載波上的信號(hào)時(shí)間就相應(yīng)地比同速率的單載波系 統(tǒng)上的信號(hào)時(shí)間長(zhǎng)很多倍，使OFDM對(duì)脈沖噪聲和信道快速衰落的抵抗力更強(qiáng)。 同時(shí)，通過子載波的聯(lián)合編碼，達(dá)到了子信道間的頻率分集的作用，也增強(qiáng)了 對(duì)脈沖噪聲和信道快速衰落的抵抗力。OFDM還可以根據(jù)每個(gè)子載波的信噪比 來優(yōu)化分配每個(gè)子載波上傳送的信息比特，自動(dòng)控制各個(gè)子載波的使用，有效 避開噪聲干擾以及頻率選擇性對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)信道的自適應(yīng) 性。通過軟件編程，OFDM可以有效地屏蔽某些子載波，實(shí)現(xiàn)對(duì)民用或軍用重 要頻點(diǎn)的保護(hù)。在電力線

9、通信中，OFDM通過把電力線分為許多窄帶子信道， 使得各個(gè)子信道呈現(xiàn)相對(duì)性和平坦特性，不僅消除了由于電力線的低通效應(yīng)和 傳遞函數(shù)的劇烈波動(dòng)而引起的失真，而且無須復(fù)雜的信道均衡系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)比較 簡(jiǎn)單，成本比較低廉。OFDM的缺點(diǎn)由于OFDM系統(tǒng)存在多個(gè)正交的子載波，而且其輸出信號(hào)是多個(gè)子信道的 疊加，因此與單載波系統(tǒng)相比，存在如下缺點(diǎn)：（1）易受頻率偏差的影響。由于子信道的頻譜相互覆蓋，這就對(duì)它們之間的正交性提出了嚴(yán)格的要求。 在傳輸過程中出現(xiàn)的信號(hào)頻譜偏移或發(fā)射機(jī)與接收機(jī)本地振蕩器之間存在頻率 偏差，都會(huì)使OFDM系統(tǒng)子載波之間的正交性遭到破壞，導(dǎo)致子信道間干擾 （ICI，Inter-Chann

10、el Interference），這種對(duì)頻率偏差的敏感性是OFDM系統(tǒng)的 主要缺點(diǎn)之一。（2）存在較高的峰值平均功率比。多載波系統(tǒng)的輸出式多個(gè)子信道信號(hào)的疊加，因此如果多個(gè)信號(hào)的相位一 致時(shí)，所得到的疊加信號(hào)的瞬時(shí)功率就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于信號(hào)的平均功率，導(dǎo)致較大 的峰值平均功率比（PAPR，Peak-to-Average Power Ratio）o這就對(duì)發(fā)射機(jī)內(nèi)放 大器的線性度提出了很高的要求，因此可能帶來信號(hào)畸變，使信號(hào)的頻譜發(fā)生 變化，從而導(dǎo)致各個(gè)子信道間的正交性遭到破壞，產(chǎn)生干擾，使系統(tǒng)的性能惡 化。3進(jìn)度安排工作的主要階段、進(jìn)度大三下學(xué)期第10周前接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，學(xué)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及有關(guān) 規(guī)定。大三下學(xué)期第11-20周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，明確研究?jī)?nèi)容，了解研究所需基 本內(nèi)容概況。確定方案，