基于IEEE802.16d的WiMAX接收机物理层的Matlab仿真实现【开题报告】

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1、毕业设计开题报告通信工程基于IEEE802.16d的WiMAX接收机物理层的Matlab仿真实现一、选题的背景与意义传统的多载波通信系统是把整个系统频带划分成若干个互相分离的子信道。分成若干个信道后，信道之间存在着信道干扰。通常在信道之间加入长度一定的保护间隔，以此来避免信道干扰。再在接收机部分通过滤波器分离得到有用的信息。但用这种方法来避免信道间的干扰是以牺牲频带利用率为代价的。随着子信道数量的增多，能够大量分离各子信道信号的滤波器设计就成了难中之难[1]。20世纪60年代，频分复用技术FDM(Frequency-DivisionMultiplex)就已经被人提出来了，数

2、据可以通过FDM平行传输。20世纪70年代，韦斯坦(Weistein)和艾伯特(Ebert)等人应用快速傅里叶方法FFT(FastFourierTransformation)技术研制了一个完整的多载波传输系统，即正交频分复用技术-OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)[2]。通过数据的平行传输和子信道频分复用来抵制多径失真和冲激噪声，在数据传输时就能够充分利用带宽。OFDM中各个子载波之间相互正交--这种“正交”表示的是载波频率间精确的数学关系--所以采用FFT来实现这种调制方式[3]。快速傅里叶变换技术解决了如何产生多个

3、互相正交的子载波的问题，快速傅里叶逆变换技术解决了如何从子载波中恢复出原信号的问题。这两种技术的发展解决了多载波传输系统发送和接收的难题。应用快速傅里叶变换可以使得多载波传输系统的大大降低其复杂度。由此，OFDM技术走向现实成为了可能。但是OFDM系统仍然有着其他大量复杂的信号处理过程，而缺乏数字处理功能强大的元器件直接使得OFDM技术从理论迈向实践的脚步放缓了[4]。在20世纪80年代，得益于多载波调制MCM(Multi-CarrierModulation)的进步，FFT技术不再是制约OFDM技术的难题。同时，其它的难题也随着技术的发展得到了有效的解决。OFDM技术从此走

4、上了舞台[5]。OFDM技术在通信技术向B3G(BeyondThirdGenerationinmobilecommunicationsystem)/4G演进的过程中担当了关键的角色之一。目前，OFDM技术主要包括以下几种类型：V-OFDM、W-OFDM、F-OFDM、MIMO-OFDM[6]。OFDM技术能够如此的受到人们的青睐，是因为它有以下这些优势[7]：(1)OFDM系统能够传输大量的数据，即便是窄带带宽。它可以同时分开1000个以上的数字信号。它还可以在干扰信号的周围安全运行，又可以称为信号的“穿透能力”，这是码分多址技术-CDMA(CodeDivisionMult

5、ipleAccess)所不具有的能力；(2)OFDM技术具有对抗频率选择性衰落的能力。这是它最大的优点。单个衰落或干扰对单载波系统的影响是巨大的，有可能导致整个通信的失败。但是，在多载波系统中，单个衰落或干扰只能使得一部分的载波受到影响。而且，即使受到了影响也可以通过对这些子信道进行纠错，改善系统性能；(3)适用于多径信道和衰落信道中的高速数据传输，可以有效地对抗信号波形间的干扰。信道中出现的频率选择性衰落只损害频带凹陷处的子载波。由于它对其它子载波没有影响，所以，总的系统性能要优良很多；(4)信道利用率很高。当子载波足够多时，系统的频谱利用率无限趋近于2Baud/Hz。同

6、时，受调制技术的影响，OFDM技术主要有以下两点不足：(1)对相位噪声和载波频偏十分敏感。OFDM系统对正交性有着十分严格的要求，即使载波频偏非常小，也会破坏正交性，引起信道间干扰ICI。这是OFDM技术最大的缺陷[8]。(2)峰均比PAPR(PeaktoAveragePowerRatio)过大。OFDM信号是由各个子信道的、多个子载波信号组成的。并且，组成OFDM信号的子载波信号都是独立调制的，不同的载波信号可以有不同的调制。OFDM调制会产生一个高幅度的因子：数据的序列决定了这些小信号的相位。当他们同相时，这多个小信号相加形成一个瞬时高幅度因子[9]。自从OFDM技术登

7、上通信舞台之后，被广泛应用于各种数字传输通信中，如高比特率数字用户线系统HDSL(High-speedDigitalSubscriberLine)，移动无线频率调制信道等。1999年，IEEE802.lla协议通过的5GHz带宽的无线局域网标准采用OFDM调制技术作为物理层标准，该标准使传输速率可以达到54Mbps。完全能满够足室内、室外等各种场合应用的速率要求[10]。欧洲电信标准协会也把OFDM定为宽带射频接入网的局域网标准的调制标准技术。2001年，IEEE802.16通过了无线城域网标准，根据频段的不同，可