畢業設計開題報告通信工程基于IEEE802.16dWiMAXMatlab現一、選題的背景與意義信道之間存在著信道干擾。通常在信道之間加入長度一定的保護間隔，以此來避免信道干擾。再在接收機部分通過濾波器分離得到有用的信息。但用這種方法來避免信道間的干擾是以犧牲頻帶利用[1]。2060年代，頻分復用技術FDM(Frequency-Division以通過FDM平行傳輸。20世紀70(Weistein)和艾伯特(Ebert)等人應用快速傅里葉方法FFT(FastFourierTransformation)技術研制了一個完整的多載波傳輸系統，即正交頻分復用技術-OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)[2]OFDM這種正交表示的是載所以采用FFT[3]技術走向現實成為了可能。但是OFDM系統仍然OFDM技術從理論[4]。在2080年代，得益于多載波調制MCM(Multi-CarrierModulation)的進步，FFT技術不再是制約OFDMOFDM[5]。OFDM技術在通信技術向B3G(BeyondThirdGenerationinmobilecommunicationsystem)/4G演進的過程中擔當了關鍵的角色之一。目前，OFDM技術主要包括以下幾種類型：V-OFDM、W-OFDM、F-OFDM、MIMO-OFDM[6]。OFDM技術能夠如此的受到人們的青睞，是因為它有以下這些優勢[7]：1000它還可以在干擾信號的周圍安全運行，又可以稱為信號的“穿透能力”，這是碼分多址技術-CDMA(CodeDivisionMultiple所不具有的能力；OFDM系統的影響是巨大的，有可能導致整個通信的失敗。但是，在多載波系統中，單個衰落或干擾只能使得一部分的載波受到影響。而且，即使受到了影響也可以通過對這些子信道進行糾錯，改善系統性能；統性能要優良很多；2Baud/Hz技術主要有以下兩點不足：OFDM非常小，也會破壞正交性，引起信道間干擾ICI。這是OFDM技術最大的缺陷[8]。PAPR(PeaktoAveragePowerOFDM信號是由各個子信道的、多個子載波信號組成的。并且，組成OFDM信號的子載波信號都是獨立調制的，不同的載波信號可以有不同的調OFDM[9]。自從OFDM技術登上通信舞臺之后，被廣泛應用于各種數字傳輸通信中，如高比特率數字用戶HDSL(High-speedDigitalSubscriberLine)1999年，IEEE802.lla5GHzOFDM以達到54Mbps。完全能滿夠足室內、室外等各種場合應用的速率要求[10]。歐洲電信標準協會也把OFDM定為寬帶射頻接入網的局域網標準的調制標準技術。2001年，IEEE802.16通過了無線城域網標準，根據頻段的不同，可分為視距傳輸和非視距傳輸段還存在干擾的問題。因此，系統調制方式采用了能夠對抗多徑效應、頻率選擇性衰落以及窄帶干擾上有明顯優勢的OFDM調制[11]。IEEE802.16發展至今，終于在2006年2月，形成了最終的標準IEEE802.16eOFDM[12]。2004GenerationPartnership通過“3G3G3GPP2005年12OFDM，上行SC-FDMALTE(LongTerm[13]被ITU(InternationalTelecommunicationsUnion)提出的B3G/4G[14][15]。二、研究的基本內容與擬解決的主要問題：研究的基本內容：IEEE802.16dWiMAXMAC層、應用層等，重點熟悉和了解物理層的相關協議和工作原理；能比較熟練地應用Matlab軟件編寫基本的通信程序，比如一些基本算法的編寫，并能在已能夠根據WiMAX物理層的基本結構搭建出仿真平臺WiMAX物理層的接收性能和基本技術指標，通過分析仿真結果，總結WiMAX以提高WiMAX系統的性能，比如接收信號的質量等。擬解決的主要問題：解決載波頻偏對OFDMOFDM技術一個非常致命的缺點，整個OFDM破壞子載波之間的正交性，引起。OFDM步。三、研究的方法與技術路線：IEEE802.16d的OFDM系統的Matlab:輸入數據輸入數據信道編碼交織信號映射插入導頻串并變換發射機載波調制插入保護間隔并串變換IFFT高斯白信噪聲信道 道載波解調定時和頻率同步符號定時去保護間隔接收機解交織信號逆映射信道估計并串變換FFT串并變換信道解碼輸出數據圖1OFDM收發機原理框圖其中，接收機收到的信號是時域信號。由于信道的影響，接收信號發生了一定的變化。因此，在實際系統中，首先需要將接收到的符號通過訓練符號定時和頻率偏移估計，同時將定時得到的定時信息傳送到去保護間隔模塊中。OFDM系統中，訓練符號和導頻信息的主要作用就是來進行信道CP。循環前綴中的信串并變換；(5)快速傅里葉變換(FFT)；(6)并串變換；(7)信道估計；(8)信號逆映射；(9)去交織；(10)信道解碼。定時和頻率同步：OFDM信號信道間的干擾。為了避免這種情況的出現，就需要在進行FFT變換前，對頻率偏差進行估計和OFDM同步算法較常用的有利用奇異值分解的同步算法和最大似然估計ML(MaximumLikelihood)2中，圖示了同步在系統中所處的位置。樣值、符號、幀粗同步樣值、符號、幀粗同步頻偏粗同步XA/D去除循環前綴FFTP/Sfcfs樣值、符號、幀細同步頻率細同步圖2同步在系統中所處的位置定時和頻偏。OFD42，3dB相位噪聲帶寬大約為子載波間隔的0.01-0.1%。去除循環前綴CP：OFDM技術一般應用在無線系統的數據傳輸中，由于無線信道的多徑效應，從而使符號間產生干擾。在OFD系統中，為了既可以消除符號間干擾(IS，又可以消除信道間干擾(ICI)，通過循環前綴來充當保護間隔。當循環前綴的長度大于或等于信道沖擊響應長度時，可和ICI1/16串并轉換：將串行的數據轉換成并行的數據流。yGI(n)xGI(n)*h(n)z(n)w(n) (1)快速傅立葉變換(FFT)：把時域離散的數據轉化為頻域離散的數據。對于N點的FFTN2次復數乘法，而采用常見的基于2的FFT算法，其復數乘法僅為(N/2)*log，可顯著降低運算復雜度。信號除去循環前綴(CP)后，經FFT變換后可表示為：1Y(m)FFT[y(n)]1N

1y(n)ejmn/N,m0,1...,N1n0Y(m)X(m)H(m)Z(m)W(m),m0,1...,N1

(2)其中：H(m)為信道h(n)的傅里葉轉換；Z(m)為符號間干擾和載波間干擾z(n)的傅里葉變換；W(m)是加性高斯白噪聲w(n)的傅里葉變換。并串轉換：將并行的數據流轉成串行的數據。:QPSK調制的數據解調出來。去交織：恢復出交織前的原始順序。解碼：由于在發射端采用了漢明碼編碼，所以在接收端采用漢明碼解碼方式。四、研究的總體安排與進度：1、2011.01.20--2011.02.20閱讀并翻譯有關的文獻資料，熟悉研究的基本內容；2、2011.02.21--2011.03.05參加畢業實習，進一步閱讀文獻資料，準備開題的基本資料，撰寫文獻翻譯和開題報告并進行開題答辯；3、2011.03.06--2011.03.20比較深入地了解和熟悉WiMAX物理層的協議和結構，對其有比較準確的認識，在此基礎上對仿真平臺的搭建有基本的框架和思路；4、2011.03.21--2011.04.30進入畢業設計的最主要階段，將整個接收端分成幾個主要的模塊，逐個突破和編寫，最后將這些模塊有效的結合在一起，組成整個接收端，并測試其性能，如有余力，針對某個指標對系統進行適當的調整和修改，測試其性能；5、2001.05.01--2001.05.15撰寫畢業論文，進行完善和修改，準備畢業答辯。五、主要參考文獻：何超.[D].北京:,2008鐘險,.802.16dOFDM[J].,2007,23(1):217~220LeonardJ.AnalysisandSimulationofaDigitalMobileChannelUsingOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing[J].IEEETransactionsOnCommunications,1985,33(7):36~97.FPGA的[D].北京:,2010.[D].:,2010SchmidlTM,CoxDC.RobustFrequencyandTimingsynchronizationforOFDM[J].IEEETransonCommun,1997,45(12):1613~1621任立群.基于高階累積量和小波的OFDM信號檢測研究[D].黑龍江:2009劉濤.[D].四川:,2009Dr.MaryAnnIngram,GuillermoAcosta.OFDMSimulationUsingMatlab[D].Spokane:AntennaResearchLaboratory,2000:109~120李燈,朱琦,.IEEE802.16[J].,2004,24(3):107~114JuanLi,Sven-GustavHaggman.PerformanceImprovementofIEEE802.16-2004SystemJammingEnvironmentviaLink[J].IEEETransactionsonCAS,2002,48(1):203~207,,.WiMAX[J].,2008,203~210孫小東,于全,王紅星,魏克軍,戴衛恒.OFDM技術及系統仿真設計[J].系統仿真學報2004,16(3):499~454JeffreyG·Andrews,ArunabhaGhosh,RiasMuhamed.Fundamen