基于System View的OFDM系统仿真分析Word格式.docx

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本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者 签名：

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指导教师签名：

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使用授权说明

本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；

学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；

学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；

在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

日 期：

目 录

摘要 I

Abstract II

引言 1

第一章正交频分复用（OFDM）原理的概述 2

1.1OFDM的发展 2

1.1.1OFDM的关键技术 2

1.1.2OFDM的优点和不足 5

1.2OFDM的基本原理 6

1.2.1OFDM信号的频谱特性 7

第二章Systemview的概述 8

2.1Systemview简介 8

2.1.1Systemview软件的特点 8

2.1.2Systemview软件的功能 9

2.1.3Systemview的应用领域 10

2.2使用Systemview进行仿真的步骤 10

第三章利用Systemview对OFDM系统仿真分析 12

3.1OFDM系统模型 12

3.2OFDM系统传输过程仿真分析 13

3.2.1时域仿真分析 13

3.2.2频域上的仿真 17

3.3OFDM系统性能仿真分析 20

3.3.1性能仿真理论分析 20

3.3.2建立性能仿真图进行误码性能分析 21

3.3.3仿真结果分析 23

结论 24

致谢 25

参考文献 26

基于Systemview的OFDM系统仿真分析

摘要：

在无线信道中，可靠高速的传输数据是无线通信的目标和要求，而OFDM技术具有

抗多径时延，抗信道衰落，频谱利用率高和硬件实现相对简单的特点，近年来获得了广泛的应用，并且有望成为4G的核心技术，同时，由于无线信道具有复杂多变的特点，为获得

OFDM系统的最佳性能，对实际OFDM系统的设计起到帮助指导作用，对该系统进行该仿真模拟显得尤为重要。

本文采用systemview仿真软件对OFDM系统进行较为完整的仿真，多径瑞利衰落和高斯白噪声信道情况下分别完成了OFDM调制解调工作。

结果表明：

OFDM技术可以大大降低系统的误码率，相比高斯白噪声信道OFDM技术更适合于多径瑞利衰落信道，仿真不仅证实我们理论分析的结果，而且可以有效地消除实际系统设计实现中潜在不足，是对设计实际系统的一个有效补充，并具有一定的工程实用价值。

关键词：

频分复用；

正交频复用；

Systemview；

仿真

TheSimulationAnalysisofOFDMSystemBasedonSystemview

Abstract:

Datatransmissioninwirelesschancels.withhighspeedandreliabilityisrequiredinfuturewirelesssystems.OFDM,withtheantventageofhighspecturnefficiencyandeasyrealization,canstronglycombatmultipathandinterference,soitsapplicationisremarkableanditwillbethekeytechnologyof4Gwithoutquestion,Atthesametimesoftwaresimulationsystemisespeciallyimportantforabtainngthebestperformanceandplayingahelpfulanddirectiveeffort,becauseofthecomplexityandlevingofwirelesschannel.

TheOFDMsystemfullysimulatedbySystemviewsoftware,itseparatelyaccomplishesthemodulationanddemodulationofOFDMunderthemultipathedRayleighchannelandAWGNchannel,ItdeclaredthatthebiterrorratecangreatlyreducedbyOFDMandtheOFDMinmultipathRayleighchannelismoredaptedtoAWGNchannel.Thesimulationnotapprovedtheresult,butalsocouldremovetheshortages,optimizethecapabilityofrealsystem,andalsoisvaluableforproject.

Keywords:

FDM;

OFDM;

Systemview;

simulation

I

引 言

正交频分复用由于其频谱利用率高、成本低等原因越来越受到人们的关注。

随着人们对数据化、宽带化、个人化和移动化得需求，OFDM技术在综合无线接入领域将会越来越得到广泛的应用。

近年来随着大规模集成电路技术和数字信号处理技术的发展，格栅编码技术和软判决技术以及信道自适应技术等的应用，OFDM技术的应用越来越广泛。

OFDM与其他技术相结合显示出其优越的性能，OFDM采用FFT和IFFT来实现调制和解调，利用添加循环前缀可抗多径，降低ISI，另外还可实现圆卷积。

这都是单载波难以实现的。

Systemview主要用于电路与通信系统的设计和仿真，能满足从数字信号处理，滤波器设计，直到复杂的通信系统等不同层次的设计仿真要求，是个强大的动态分析工具。

System

view以模块化和交互式的界面，让设计和仿真变得简单。

在Systemview的基础上建立了OFDM系统模型和性能模型，并利用Systemview系统仿真软件对OFDM的调制解调和OFDM的性能进行了仿真分析

第一章正交频分复用（OFDM）原理的概述

1.1OFDM的发展

OFDM并不是新生事物，它有多载波（MCM）发展而来。

美国军方早在20世纪的五六十年代就创建了世界上第一个MCM系统，在1970年衍生出了采用大规模子载波和频率重叠技术的OFDM系统。

但在以后相当长的一段时间里，OFDM理论向实践迈进的脚步放缓了。

由于

OFDM的各个子载波之间相互正交，可采用FFT实现这种调制，但在实际应用中，实时傅立叶变换设备的复杂度、发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素都成为OFDM技术实现的一些制约条件。

经过大量研究，终于在20世纪89年代，MCM获得了突破性进展，大规模集成电路让FFT技术的实现不再是难以逾越的障碍，一些其他难以实现的困难也都得到了解决，OFDM走上了通信的舞台，逐步迈入高速Modem和数字移动通信，数字音频广播（DAB）、高清晰度数字电视（HDTV）和无线局域网（WLAN）。

随着DSP芯片技术的发展，格栅编码技术以及软判决技术、信道自适应技术等相对成熟的技术应用，OFDM技术实现和完善指日可待。

1.1.1OFDM的关键技术

OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。

无线信道的频率响应曲线大多都不是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交的子信道，在每个信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。

这样，尽管总信道是非平坦的，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，因此就可以大大的消除信号波形间的干扰。

由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，它们的频谱都是相互重叠的，不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。

1、同步技术

OFDM系统中，N个符号的并行传输会使符号的延续时间更长，因此，它对时间的偏差不敏感。

对于无线通信来说，无线信道存在时变性，在传输中存在的频率偏移会使OFDM系统子载波之间的正交性遭到破坏，相位噪声对系统也有很大的损害。

载波频率的偏移会使子信道之间产生干扰。

OFDM系统的输出信号是由多个相互覆盖的

25

子信道的叠加，它们之间的正交性有严格的要求。

无线信道时变性的一种具体体现得就是多普勒频移，多普勒频移与载波频率以及移动台的移动速度都成正比。

多普勒展宽会导致频率发生弥散，使信号发生畸变。

从频域上看，信号失真会随发送信道的多普勒展宽的增加而加剧。

因此对于要求子载波严格的同步的OFDM系统来说，载波的频率偏移所带来的影响会更加严重，如果不采取措施对这种信道干扰（ICI）加以克服，系统的性能很难得到改善。

OFDM中的同步通常包括3方面的内容：

（1）帧检测。

（2）载波频率偏差级校正。

（3）采样偏差及校正。

2、PARP的解决

由于OFDM信号是由一系列的子信道信号重叠起来的，所以很容易造成较大的PARP。

大的OFDM PARP信号通过功率放大器时，会有很大的频谱扩展以及带内失真。

但是由于出现大的PAR的概率并不大，可以把具有大的PARP的OFDM信号去除掉。

但把大的PARP值

OFDM信号去掉会影响信号的性能，所以采用的技术必须保证这样的影响尽量小。

一般通过一下几种技术解决：

（1）信号失真技术。

采用修剪技术、峰值窗口去除技术或峰值删除技术使峰值振幅值简单地线性去除。

（2）编码技术。

采用专门的前向纠错码会使产生非常大的PAPR的OFDM符号去除。

（3）扰码技术。

采用扰码技术，使生成的OFDM的互相关性尽量为0.从而使OFDM得

PAPR减小。

这里的扰码技术可以对生成的OFDM信号的相位进行重置，典型的有PTS和

SLM。

3、训练序列/导频及信道估计技术

接收端使用差分检测时不需要信道估计，但仍需一些导频信号提供初始的相位参考，差分检测可以降低系统的复杂度和导频的数量，但是却降低了信噪比。

尤其是在OFDM系统当中，系统对频偏比较敏感，所以一般使用相干检测。

在系统采用相干检测时，信道估计是必需的。

此时可以