通达学院开题报告(焦乐乐)

PAGEPAGE4南京邮电大学通达学院毕业设计(论文)开题报告题目基带OFDM通信系统设计及MATALAB仿真实现学生姓名焦乐乐班级学号08001505专业通信工程课题的目的和意义随着移动通信和无线因特网需求的不断增长，越来越需要高速无线系统设计，而这其中的一个最直接的挑战就是克服无线信道带来的严重的频率选择性衰落。正交频分复用（OFDM）技术可以很好地克服无线信道的频率选择性衰落，由于其简单高效，OFDM已成为实现未来无线高速通信系统中最核心的技术之一。OFDM是一种特殊的多载波频分复用(FDM)技术。在传统的多载波频分复用系统中，各个子信道采用不同的载波并行传送数据，子载波之间间隔足够远，采用隔离带来防止频谱重叠，故频谱效率很低。在均衡器未被采用以前，人们就是用这种多载波方式在时间色散信道中进行高速通信的。国内外研究概况美国军方在20世纪60年代就建造了世界上第一个MCM系统，并在随后衍生出采用多个子载波和频率重叠技术的OFDM系统。20世纪60年代，OFDM的基本思想被提出，但由于当时没有功能强大的集成计算芯片，所以未能有效的实现这些想法，最初采用的正交滤波器来实现正交调剂。1966年，R.W.Chang分析了在多载波通信系统中如何使经过滤波后带限的子载波保持正交。随后不久B.R.Saltzberg给出了一篇性能分析的文章，他指出在设计一个有效的并行传输系统时，应该把注意力更多地集中在减少相邻信道的串扰上，而不是使各个独立的信道工作得更好，因为此时信道串扰是造成信号失真的主要因素。1971年，S.B.Weinstein和P.M.Ebert提出用傅立叶变换(DFT)进基带OFDM调制和解调。通过DFT进行OFDM基带调制和解调避免了生成多个子载波和多个窄带带通滤波器，使系统的模拟前端由多个变为一个，同时由于DFT可以用FFT来快速实现，这进一步降低了系统实现的复杂度。为对抗符号间干扰和载波闻干扰，他们提出在符号间插入一段空白时隙作为保护间隔。他们的系统虽然没有能在色散信道中获得很好的子载波正交性，但对OFDM仍是一个很大贡献。另一个重要贡献来自A.Peled和A.Rmz，他个人提出了采用循环前缀来解决色散信道中子载波间的正交性问题。当信道响应长度小于循环扩展时，循环前缀的存在使信号与信道响应的线性卷积变成循环卷积，从而使色散OFDM信号可以通过频域单点均衡进行去相关。当然，循环扩展的引入会导致少量的信噪比损失。由于无线信道的多径传播会使宽带OFDM信号产生频率选择性衰落，导致各个子信道上的信噪比不同，因此实际的OFDM系统都是与交织、纠错编码结合在一起，形成编码的正交频分复用(COFDM)。交织和编码能够使OFDM系统获得良好的频率和时间二维分集。1999年IEEE802．11a通过了一个5GHz的无限局域网标准，其中OFDM调制技术被采用为它的物理层标准。ETSI的宽带射频接入网(BRAN)的局域网标准也把OFDM定位他的调制标准技术1999年12月，包括Ericsson、Nokia和Wi—LAN在内的7家公司发起了国际OFDM论坛，致力于策划一个基于OFDM技术的全球性单一标准。现在OFDM论坛的成员已增加到46个会员，其中15个为主要会员。我国的信息产业部也参加了OFDM论坛，可见OFDM在无线通信领域的应用三、论文拟研究解决的主要问题1、掌握基带OFDM通信系统的基本原理；2、学会建立频分复用系统仿真模型，对基带信号模型，信道模型进行分析，并实现仿真程序的设计。3、学习MATLAB仿真工具；并编写简单程序代码。4、记录不同参数下的仿真数据，对它们的性能进行系统分析。文献调研资料综述1、OFDM技术的数据传输速度相当于当前GSM(全球移动通信系统，GlobalSystemforMobileCommunication)和CDMA(码分多址，CodeDivisionMultipleAccess)技术标准的10倍。从理论上讲，OFDM技术要优越于当前的全球移动运营商所采用的标准技术。预计第三代以后的移动通信的主流技术将是OFDM技术。但问题是其成本和兼容性等问题与当前技术相比是否具有竞争力。近来，OFDM开始与CDMA技术相结合，产生了MC．CDMA。该技术除了继承了DS—CDMA的优点外，还具有灵活、高系统容量、强抗干扰、无需复杂的均衡等优点[31。目前，还有一种采用OFDM技术的宽带移动通信系统一一HIPERLAN。II。它是一种小范围无线移动通信系统标准，用于公共和私人的高容量环境。它允许数据速率达到54Mb／s，工作在5GHz频段。一个OFDM符号持续4口s，其中包括3．2Fs的数据和O．8,ua韵循环前缀。可采用的几种调制方式有：BPSK，QPSK，QAM采用网格编码。具体的调制方式和编码方式的选择是根据发送质量要求而定的。允许速率为6、9、12、l8、24、36、54Mb／s。2、OFDM在数字广强领域也有杰出韵表现。DAB<DigitatAudioBroadcasting。数字语音广播)／DMB(DigitalMultimediaBroadcasting，数字多媒体广播)具有音质好(CD质量)、可实现多媒体接收、可加密、并可利用卫星大幅度提高广播的覆盖率等优点，是广播事业发展中的一个新的里程碑。3、采用OFDM技术后，发射功率减小、可高速移动接收、频谱利用率商、有很强的抗干扰和在恶劣环境下接收的能力，有效的实现了数据高速可靠的传输。目前，DMB的主流技术有3种：①1996年12月26日FCC正式公布了“数字电视标准”ATSC。加拿大、韩国、阿根廷和我国的台湾在1997年和1998年先后宣布采用美国的ATSC标准。②欧洲ETSI在1994年和1996年先后宣布了DVB．s(卫星广播)、DVB—c(有线电视广播)和DVB—T(地面广播)的标准等。③日本地面综合业务数字广播(IntegratedServiceDigitalBroadcastingTerrestrial，ISDB—T)采用的频带分段传输正交频分复用(BandWidthSegmentedTransmissionOFDM，BST-OFDM)。R本1998年11月公布了用于地面数字电视广播的ISDB—T标准。其中，后两种均采用了OFDM技术，以第二种最为完善。欧洲数字视频地面广播(DigitalVideoTerrestrialBroadcasting—Terrestrial，DVB．T)标准采用的编码正交频分复用(CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，COFDM)调制。DVB—T使用了1705(2K)或6817(8K)个载波。而且它有更多的选项，以适应不同的应用需求，例如可变的载波调制类型，这也是OFDM的一个长处所在。与美国的8-VSB调制技术相比，COFDM技术属于正在不断发展和提高的新技术。除了欧溯国家以外，澳大利亚、新加坡、印度、巴西先后在1998年和1999年宣布采用欧洲的DVB标准。4、Simulink是Matlab中的一种可视化仿真工具,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个集成环境,广泛应用于线性/非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink采用模块化方式,每个模块都有自己的输入/输出端口,实现一定的功能。在Simulink中,仿真模型表现为若干个仿真模块的集合以及这些模块之间的连接关系,这使得仿真的设计和分析过程变得直观和便捷,同时有利于仿真模型的扩充。Simulink提供了许多模块库,本设计用到的有信源模块库(Sources)、离散模块库(Discrete)、数学函数库(Math)、通信模块库(Communicationsblockset)及输出显示库(Sinks)。进度安排第七学期第12～14周：理解和消化课题要求，收集有关资料，通过阅读有关书籍文献和上网查询，在指导老师的指导下写好开题报告；第七学期第15～16周：学习OFDM系统的相关知识，熟悉MATALAB编程环境；第八学期第16～20周：深入研究OFDM系统，并学习MATLAB仿真工具，编写相应程序，并对行仿真及性能分析；第八学期第1～4周：完成外文文献的翻译；第八学期第5～10周：进一步完善并完成对OFDM系统的仿真；第八学期10～15周：撰写毕设论文，准备答辩；第八学期16～17周：毕业答辩。六、参考文献[1]李建东,郭梯云,邬国扬.移动通信[M].西安：西安电子科技大学出版社,2005，(08)[2]邱天爽,魏东兴,唐洪,张安清.通信中的自适应信号处理[M].北京：电子工业出版社,2005，（12）[3]李敏.OFDM系统多径时延及信道估计理论研究和算法实现[D].兰州理工大学,2009[4]韩学民.基于Matlab的Buck/Boost直流变换器仿真[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2006,(03)[5]范毅君,蔡家麟.OFDM通信系统研究及其仿真分析[J].软件导刊,2009,(01)[6]MaoJie,GaoQiang,YangWu,FuYao.TherealizationofOFDMPowerLineModemwithDSP[C].IEEE,ICSP’02Proceedings.2002[7]W.Y.Zou,YianWu.COFDM:anoverview.[C]IEEEtransactionsonbroadcasting,vol.41,NO.1,March,1995,pp1-8.[8]VanNee，RJ，PrasardR.O