毕业设计OFDM信号峰值窗函数限幅法模拟研究

西安邮电大学毕业设计（论文）题目：OFDM信号峰值窗函数限幅法模拟研究院（系）：通信与信息工程学院专业：电子信息科学与技术班级：学生姓名：导师姓名：职称：起止时间：2013年3月11日至2013年6月14日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《OFDM信号峰值窗函数限幅法模拟研究》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。论文作者：（签字）时间：2013年6月14日指导教师已阅：（签字）时间：2013年6月14日西安邮电大学毕业设计(论文)任务书学生姓名指导教师职称教授系别通信与信息工程学院专业电子信息科学与技术题目OFDM信号峰值窗函数限幅法模拟研究任务与要求1.认真学习相关的中、英文文献；2.理解利用窗函数法降低OFDM信号的峰均值比问题；3.学习MATLAB模拟软件相关知识；4.完成总结利用窗函数降低OFDM信号的峰均值比问题；5.利用MATLAB软件实现对利用窗函数降低OFDM信号的峰均值比问题的理论模拟仿真。开始日期2013-03-11完成日期2013-06-14院长(签字)2013年3月12日西安邮电大学毕业设计(论文)工作计划2013年3月14日学生姓名指导教师职称教授系别通信与信息工程学院专业电子信息科学与技术题目OFDM信号峰值窗函数限幅法模拟研究工作进程起止时间工作内容3月11日至4月10日认真学习相关的中、英文文献4月11日至4月20日理解利用窗函数法降低OFDM信号的峰均值比问题4月21日至5月1日学习MATLAB模拟软件相关知识5月2日至5月20日完成总结利用窗函数降低OFDM信号的峰均值比问题5月20日至6月1日利用MATLAB软件实现对利用窗函数法降低OFDM信号的峰均值比问题的理论模拟仿真6月2日至6月9日撰写论文，完成论文初稿6月10日至6月14日修改论文，准备答辩主要参考书目(资料)《MIMO系统与空时编码》邵朝电子工业出版社《通信原理》樊昌信国防工业出版社《Space-TimeCodesandMIMOSystems》MohinderJankiraman，ArtechHouse主要仪器设备及材料计算机一台论文(设计)过程中教师的指导安排每周3早晨；每周4下午在3号实验楼133办公室答疑。对计划的说明希望同学尽量提前完成前面各项任务，为撰写论文预留时间。西安邮电大学毕业设计(论文)开题报告通信与信息工程学院系电子信息科学与技术专业09级班课题名称：OFDM信号峰值窗函数限幅法模拟研究学生姓名：学号：指导教师：报告日期：2013-03-151．本课题所涉及的问题及应用现状综述OFDM技术的概念：OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交频分复用技术，实际上OFDM是多载波调制(MCM,Multi-CarrierModulation)的一种。其特点是各子载波相互正交，所以扩频调制后的频谱可以相互重叠，不但减少了子载波间的相互干扰，而且大大提高了频谱利用率。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。峰值平均功率比的概念：在OFDM系统中，峰均比（PAPR）定义为一个符号周期内的瞬时功率幅值与信号功率平均值之比，用公式表示为：}|{|}|{|maxlg1022nnxExnPAPR式中nx表示经过IFFT运算之后所得到的输出信号，即10/2,1NkNjNnkNkneWWXNx限幅和峰值加窗技术分析：峰值加窗算法就是将限幅过程看成是OFDM信号与一个矩形函数相乘的过程。当OFDM信号幅度小于给定门限时，该矩形函数值为1，而当OFDM信号幅值超过给定门限需要限幅时，该矩形函数的值小于1.限幅后OFDM信号的频谱为限幅前OFDM信号的频谱与窗函数频谱的卷积。为了减轻直接限幅带来的带外干扰问题，可以把比较大的信号峰值乘以适当的非矩形窗函数。为了降低带外辐射，理想的窗应该具有尽可能窄的带宽。另一方面，窗口在时域不能太长，因为这样就对信号采样数将增加，进而增加系统的误比特率（BER）。因此合适的窗口有cosine窗、Kaiser窗、和汉明窗。应用现状综述：一个OFDM符号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成，在某个时刻，若多个子载波以同一个方向进行累加时，就会产生较大的峰均功率（Peak_to_AveragePower，PAP）从而要求功率放大器具有很大的线性区域。否则，当信号峰值进入放大器的非线性区域时，就会使信号产生畸变，从而产生子载波间的互调干扰和带外辐射，破坏子载波间的正交性，降低系统功能。因此，必须采用一定的技术来降低信号的峰均比，使发射机中的功率放大器高效工作，并提高系统的整体性能。而降低信号PAPR值最简单、最直接的方法是信号在通过非线性部件之前对信号峰值进行直接限幅，使得峰值信号低于所期望的最大电平值。2．本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析关键问题：问题1OFDM信号的产生以及实现问题2OFDM信号中高峰均值比的原因及其分布问题3常用窗函数功能原理以及如何使用窗函数对OFDM信号进行限幅问题4利用MATLAB软件实现对利用窗函数降低OFDM信号的峰均值比问题的理论模拟仿真。解决思路：(1)调研收集正交频分复用（OFDM）技术的有关资料，熟悉无线局域网IEEE802.11a协议原理。熟悉MATLAB软件工具。(2)理解无线局域网IEEE802.11a标准的工作原理、结构及其关键技术。熟悉峰值平均功率比（PAPR）的定义以及对系统的影响。理解峰均比抑制的原理和方法。(3)研究利用窗函数降低OFDM信号的峰均值比原理，分析其性能。(4)用MATLAB编程仿真，并仿真验证方法的有效性。(5)对仿真结果进行性能分析，完善和改进算法。3．完成本课题的工作方案2013-3-11——3-18理解任务要求，了解利用窗函数法降低OFDM信号的峰均值比问题和相关资料，完成开题报告。2013-3-19——4-13查阅资料，掌握OFDM信号的峰均值的分布以及如何通过窗函数技术降低其峰均值的相关研究，熟悉相关的仿真程序。2013-4-14——5-11学习并掌握主题和思想，编写程序进行相应仿真。2013-5-12——6-1调试程序，对研究的结果进分析。2013-6-2——6-14完成论文，准备答辩。4．指导教师审阅意见从开题报告看，同学已经阅读一定量的相关文件，对课题已有了一定广度的了解，有一些自己认为可行的方案和方法。但还需深入学习理解问题本质，学习MATLAB相关知识，阅读相关外文资料，为完成毕设奠定坚实基础。指导教师(签字)：年月日说明：本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计)正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。西安邮电大学毕业设计(论文)成绩评定表学生姓名性别学号专业班级课题名称OFDM信号峰值窗函数限幅法模拟研究课题类型软件设计难度一般毕业设计（论文）时间2013年3月11日～6月14日指导教师(职称)课题任务完成情况论文18(千字)；设计、计算说明书(千字)；图纸(张)；其它(含附件)：指导教师意见分项得分：开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；论文撰写（规范）分；学习态度分；外文翻译分指导教师审阅成绩：指导教师(签字)：2013年月日评阅教师意见分项得分：选题分；开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；论文撰写（规范）分；外文翻译分评阅成绩：评阅教师(签字)：2013年月日验收小组意见分项得分：准备情况分；毕业设计（论文）质量分；（操作）回答问题分验收成绩：验收教师(组长)(签字)：2013年月日答辩小组意见分项得分：准备情况分；陈述情况分；回答问题分；仪表分答辩成绩：答辩小组组长(签字)：2013年月日成绩计算方法(填写本系实用比例)指导教师成绩20(％)评阅成绩30(％)验收成绩30(％)答辩成绩20(％)学生实得成绩(百分制)指导教师成绩评阅成绩验收成绩答辩成绩总评答辩委员会意见毕业论文(设计)总评成绩(等级)：院(系)答辩委员会主任(签字)：院(系)(签章)2013年6月14日备注西安邮电大学毕业论文（设计）成绩评定表（续表）目录摘要---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------IAbstract--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------II引言--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11绪论-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------21.1移动通信的发展-------------------------------------------------------------------------------------------------------21.1.1第一代移动通信---------------------------------------------------------------------------------------------21.1.2第二代移动通信---------------------------------------------------------------------------------------------21.1.3第三代移动通信---------------------------------------------------------------------------------------------31.1.4第四代移动通信---------------------------------------------------------------------------------------------31.2OFDM技术的发展历史----------------------------------------------------------------------------------------------31.3OFDM技术综述-------------------------------------------------------------------------------------------------------51.3.1关于OFDM---------------------------------------------------------------------------------------------------51.3.2OFDM的关键技术-------------------------------------------------------------------------------------------51.3.3OFDM的优点和不足-----