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摘要正交频分复用(OFDM) 是第四代移动通信的核心技术。
该文首先简要介绍了OFDM的发展状况及基本原理，文章对OFDM 系统调制与解调技术进行了解析，得到了OFDM 符号的一般表达式，给出了OFDM 系统参数设计公式和加窗技术的原理及基于IFFT/FFT 实现的OFDM 系统模型，阐述了运用IDFT 和DFT 实现OFDM 系统的根源所在，重点研究了理想同步情况下，保护时隙(CP)、加循环前缀前后和不同的信道内插方法在高斯信道和多径瑞利衰落信道下对OFDM系统性能的影响。
在给出OFDM系统模型的基础上，用MATLAB语言实现了传输系统中的计算机仿真并给出参考设计程序。
最后给出在不同的信道条件下，研究保护时隙、循环前缀、信道采用LS估计方法对OFDM系统误码率影响的比较曲线，得出了较理想的结论。
关键词：正交频分复用；仿真;循环前缀;信道估计Title: MATLAB Simulation and Performance Analysis of OFDM SystemABSTRACTOFDM is the key technology of 4G in the field of mobile communication. In this article OFDM basic principle is briefly introduced.This paper analyzes themodulation and demodulation of OFDM system，obtaining a general expressionof OFDM mark, and giving the design formulas of system parameters，principle of windowing technique, OFDM system modelbased on IFFT/FFT，the origin which achieves the OFDM system by using IDFT and DFT。
无线通信原理-基于matlab的ofdm系统设计与仿真基于matlab的ofdm系统设计与仿真摘要OFDM即正交频分复用技术，实际上是多载波调制中的一种。
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，调制到相互正交且重叠的多个子载波上同时传输。
该技术的应用大幅度提高无线通信系统的信道容量和传输速率，并能有效地抵抗多径衰落、抑制干扰和窄带噪声，如此良好的性能从而引起了通信界的广泛关注。
本文设计了一个基于IFFT/FFT算法与802.11a标准的OFDM系统，并在计算机上进行了仿真和结果分析。
重点在OFDM系统设计与仿真，在这部分详细介绍了系统各个环节所使用的技术对系统性能的影响。
在仿真过程中对OFDM信号使用QPSK 调制，并在AWGN信道下传输，最后解调后得出误码率。
整个过程都是在MATLAB环境下仿真实现，对ODFM系统的仿真结果及性能进行分析，通过仿真得到信噪比与误码率之间的关系，为该系统的具体实现提供了大量有用数据。
- 1 -第一章 ODMF系统基本原理1.1多载波传输系统多载波传输通过把数据流分解为若干个子比特流，这样每个子数据流将具有较低的比特速率。
用这样的低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。
在单载波系统中，一次衰落或者干扰就会导致整个链路失效，但是在多载波系统中，某一时刻只会有少部分的子信道会受到衰落或者干扰的影响。
图1,1中给出了多载波系统的基本结构示意图。
图1-1多载波系统的基本结构多载波传输技术有许多种提法，比如正交频分复用(OFDM)、离散多音调制(DMT)和多载波调制(MCM)，这3种方法在一般情况下可视为一样，但是在OFDM中，各子载波必须保持相互正交，而在MCM则不一定。
1.2正交频分复用OFDM就是在FDM的原理的基础上，子载波集采用两两正交的正弦或余弦函sinm,tcosn,t数集。
2010年本科毕业设计：基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析MATLABOFDM正交频分复用(OFDM) 是第四代移动通信的核心技术。
该文首先简要介绍了OFDM的发展状况及基本原理, 文章对OFDM 系统调制与解调技术进行了解析，得到了OFDM 符号的一般表达式，给出了OFDM 系统参数设计公式和加窗技术的原理及基于IFFT/FFT 实现的OFDM 系统模型，阐述了运用IDFT 和DFT 实现OFDM 系统的根源所在,重点研究了理想同步情况下,保护时隙(CP)、加循环前缀前后和不同的信道内插方法在高斯信道和多径瑞利衰落信道下对OFDM系统性能的影响。
在给出OFDM系统模型的基础上,用MATLAB语言实现了传输系统中的计算机仿真并给出参考设计程序。
最后给出在不同的信道条件下,研究保护时隙、循环前缀、信道采用LS估计方法对OFDM系统误码率影响的比较曲线,得出了较理想的结论。
:正交频分复用;仿真;循环前缀;信道估计ITitle: MATLAB Simulation and Performance Analysis of OFDM System ABSTRACT OFDM is the key technology of 4G in the field of mobile communication. In thisarticle OFDM basic principle is briefly introduced. This paper analyzes themodulation and demodulation of OFDM system, obtaining a general expression ofOFDM mark, and giving the design formulas of system parameters, principle ofwindowing technique, OFDM system model based on IFFT/FFT, the origin whichachieves the OFDM system by using IDFT and DFT. Then, the influence of CP anddifferent channel estimation on the system performance is emphatically analyzedrespectively in Gauss and Rayleigh fading channels in the condition of idealsynchronization. Besides, based on the given system model OFDM system iscomputer simulated with MATLAB language and the referential design procedure isgiven. Finally, the BER curves of CP and channel estimation are given and compared.The conclusion is satisfactory.KEYWORDS:OFDM; Simulation; CP; Channel estimationII1 概述..............................................................11.1 OFDM的发展及其现状 (2)1.2 OFDM的优缺点 (2)2 OFDM的基本原理 ...................................................42.1基于IFFT/FFT 的OFDM 系统模型 (4)2.2 OFDM信号的频谱特性 (7)2.3 0FDM 系统调制与解调解析 (8)2.4 加窗 (10)3 循环前缀及信道估计对系统误码率的改善分析.........................133.1循环前缀 (13)3.2 OFDM系统的峰值平均功率比 (17)3.3信道估计 (18)3.3.1信道估计概述 (18)3.3.2基于导频的信道估计方法 (19)3.3.3信道的插值方法 (20)3.3.4仿真结果及分析 ........................................ 21 结论. (22)致谢 (23)参考文献........................................................24附录 (26)III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。
通信系统课程设计报告基于MATLAB的N路信号频分复用系统的设计[摘要］【目的】在通信技术的发展中，通信系统的仿真技术是一个重点.尤其是通信技术在生活中的应用，更是必不可少的，因而研究和改善通信工程的应用是十分必要的。
【方法】本次课程设计主要运用MATLAB集成环境下的M文件编程仿真平台进行N路信号占用频分复用系统的设计与建模。
主要是对多路信号进行SSB及FM调制，叠加，然后再进行解调，恢复出基带信号。
【结果】程序运行的结果展现了产生的信号，以及后续信号的调制、加高斯白噪声、叠加、解调及滤波等，在误差允许的范围为内，结果是正确的.【结论】所设计的频分复用系统,可靠性好,稳定性高，抗噪声强,以后具有良好的应用前景。
[关键词］频分复用;调制及解调；滤波[abstract]【objective 】in the development of communication technology，the communication system simulation technology is a key。
Communication technology in the application of life, in particular, is more essential，thus research and application is very necessary to improve communication engineering。
【method 】the course design of the main use of MATLAB M file programming simulation platform of integrated environment is N signal takes the design and modeling of frequency division multiplexing system。
基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真摘要：随着通信产业的逐步发展，4G时代已经来临。
作为第四代移动通信技术的核心，OFDM得到了前所未有的关注。
它具有频谱利用率高、抗干扰能力强等优点。
本文首先简要介绍了OFDM的发展状况以及优缺点，然后详细分析了OFDM的工作原理及其相应的各个模块，并介绍了它的关键技术。
最后，分别利用M函数和Simulink做了OFDM 系统的设计与仿真，并对误码率进行了分析，得到了BER性能曲线。
关键词：正交频分复用；MATLAB；仿真；BERDesign and Simulation of OFDM System Based on MATLABAbstract:With the gradual development of the communication industry, 4G era has come. As the key technology of the fourth generation mobile communications,OFDM has received unprecedented attention. It has a high spectrum utilization, strong ability of anti-interference and so on. This article describes the development of OFDM and it’s advantages and disadvantages briefly, analysis the working principles of OFDM and each module detailed,and describes it’s key tec hnology.At last, design and simulate OFDM system with the M function and Simulink separately, analysis the error rate and obtain BER performance curve .Keywords: OFDM; MATLAB; Simulation; BER目录1 引言 (4)1.1 OFDM概述 (4)1.1.1 OFDM技术发展历史 (4)1.1.2 OFDM技术的优缺点 (5)2 OFDM基本原理及关键技术 (5)2.1 OFDM基本原理及系统构成 (5)2.1.1 OFDM基本原理 (5)2.1.2 串并转换 (6)2.1.3 调制与解调 (6)2.1.4 保护间隔与循环前缀 (8)2.2 OFDM的关键技术 (10)2.2.1 信道估计概述 (10)2.2.2 基于导频的信道估计方法 (10)2.2.3 信道的插值方法 (11)3 OFDM的系统设计与仿真 (12)3.1 MATLAB概述 (12)3.2 OFDM系统设计与仿真 (12)3.2.1 随机序列的产生 (12)3.2.2 串并转换 (14)3.2.3 QPSK调制 (14)3.2.4 QPSK调制星座图 (14)3.2.5 IFFT/FFT运算 (15)3.2.6 保护间隔和循环前缀 (16)3.2.7 并串转换 (16)3.2.8 加入高斯白噪声 (17)3.2.9 QPSK解调 (17)3.2.10 接收信号 (18)3.3 系统误码率的分析 (18)3.4 基于Simulink的系统仿真 (19)4 总结 (21)参考文献 (21)附录 (22)1 引言1.1 OFDM概述随着移动通信和无线网需求的不断增长，需要越来越高速的无线系统设计，而这其中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。
摘要正交频分复用(OFDM) 是第四代移动通信的核心技术。
该文首先简要介绍了OFDM的发展状况及基本原理, 文章对OFDM 系统调制与解调技术进行了解析，得到了OFDM 符号的一般表达式，给出了OFDM 系统参数设计公式和加窗技术的原理及基于IFFT/FFT 实现的OFDM 系统模型，阐述了运用IDFT 和DFT 实现OFDM 系统的根源所在,重点研究了理想同步情况下,保护时隙(CP)、加循环前缀前后和不同的信道内插方法在高斯信道和多径瑞利衰落信道下对OFDM系统性能的影响。
在给出OFDM系统模型的基础上,用MATLAB语言实现了传输系统中的计算机仿真并给出参考设计程序。
最后给出在不同的信道条件下,研究保护时隙、循环前缀、信道采用LS估计方法对OFDM系统误码率影响的比较曲线,得出了较理想的结论。
关键词:正交频分复用;仿真;循环前缀;信道估计Title: MATLAB Simulation and Performance Analysis of OFDM SystemABSTRACTOFDM is the key technology of 4G in the field of mobile communication. In this article OFDM basic principle is briefly introduced.This paper analyzes the modulation and demodulation of OFDM system, obtaining a general expression of OFDM mark, and giving the design formulas of system parameters, principle of windowing technique, OFDM system model based on IFFT/FFT, the origin which achieves the OFDM system by using IDFT and DFT. Then, the influence of CP and different channel estimation on the system performance is emphatically analyzed respectively in Gauss and Rayleigh fading channels in the condition of ideal synchronization. Besides, based on the given system model OFDM system is computer simulated with MATLAB language and the referential design procedure is given. Finally, the BER curves of CP and channel estimation are given and compared. The conclusion is satisfactory.KEYWORDS:OFDM; Simulation; CP; Channel estimation目次1 概述 (1)1.1 OFDM的发展及其现状 (2)1.2 OFDM的优缺点 (2)2 OFDM的基本原理 (4)2.1基于IFFT/FFT 的OFDM 系统模型 (4)2.2 OFDM信号的频谱特性 (7)2.3 0FDM 系统调制与解调解析 (8)2.4 加窗 (10)3 循环前缀及信道估计对系统误码率的改善分析 (13)3.1循环前缀 (13)3.2 OFDM系统的峰值平均功率比 (17)3.3信道估计 (18)3.3.1信道估计概述 (18)3.3.2基于导频的信道估计方法 (19)3.3.3信道的插值方法 (20)3.3.4仿真结果及分析 (21)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (26)1 概述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。
时分复用的matlab课程设计一、教学目标本课程的目标是让学生掌握时分复用技术的基本原理，能够在MATLAB环境下进行简单的时分复用系统设计和仿真。
具体分为以下三个部分：1.知识目标：使学生了解时分复用的基本概念、原理和应用，掌握MATLAB的基本使用方法。
2.技能目标：培养学生利用MATLAB进行时分复用系统设计和仿真的能力，提高学生的实际操作技能。
3.情感态度价值观目标：培养学生对通信技术的兴趣，提高学生解决实际问题的积极性和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.时分复用的基本概念和原理：包括时分复用的定义、工作原理和优点等。
2.MATLAB基本使用方法：包括MATLAB的启动和退出、变量定义、运算符、编程语句等。
3.时分复用系统设计和仿真：利用MATLAB对简单的时分复用系统进行设计和仿真，分析系统性能。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用以下几种教学方法：1.讲授法：用于讲解时分复用的基本概念和原理，MATLAB的基本使用方法。
2.案例分析法：通过分析具体的时分复用系统案例，使学生更好地理解和掌握相关知识。
3.实验法：让学生动手实践，利用MATLAB进行时分复用系统设计和仿真，提高实际操作能力。
四、教学资源为了保证本课程的顺利进行，将准备以下教学资源：1.教材：《MATLAB教程》或《时分复用技术教程》。
2.参考书：提供一些关于MATLAB和时分复用的参考书籍，供学生自主学习。
3.多媒体资料：制作课件和教学视频，用于辅助讲解和演示。
4.实验设备：计算机、MATLAB软件和其他必要的实验设备。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个部分：1.平时表现：包括课堂参与度、提问回答、小组讨论等，占总评的30%。
2.作业：布置适量的作业，让学生巩固所学知识，占总评的40%。
3.考试：包括期中和期末考试，考试内容涵盖本课程所有知识点，占总评的30%。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
时分复用的matlab课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握时分复用的基本概念和原理，理解其在通信系统中的应用。
2. 学会使用MATLAB软件进行时分复用系统的仿真和性能分析。
3. 了解时分复用与其他复用技术的区别及优缺点。
技能目标：1. 能够运用MATLAB编程实现时分复用信号的生成、传输和解调过程。
2. 学会利用MATLAB分析时分复用系统的误码率、信道容量等性能指标。
3. 培养实际操作和解决问题的能力，提高编程和调试技巧。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的精神。
2. 增强学生的团队协作意识，培养良好的沟通与表达能力。
3. 提高学生的信息素养，使他们认识到通信技术在现代社会中的重要作用。
本课程针对高年级本科生或研究生，具有较强的实践性和应用性。
根据学生已具备的基础知识和实际操作能力，课程目标旨在使学生在掌握时分复用理论知识的基础上，运用MATLAB软件进行实际系统的设计与分析，从而提高学生的理论联系实际能力和创新思维能力。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成时分复用系统的仿真设计与性能评估，为从事通信工程领域的研究和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 时分复用基本原理：介绍时分复用的概念、原理及其在通信系统中的应用，对应教材第3章。
- 时分复用的定义与分类- 时分复用的实现方法及关键技术- 时分复用在现代通信系统中的应用案例2. MATLAB编程基础：回顾MATLAB软件的基本操作、编程语法和数据结构，为后续仿真打下基础，对应教材第2章。
- MATLAB软件的安装与界面操作- MATLAB编程基础（变量、数据类型、运算符、流程控制等）- MATLAB函数和脚本文件的编写与调试3. 时分复用系统仿真：结合MATLAB软件，设计时分复用系统的仿真实验，对应教材第4章。
- 时分复用信号的生成与解调- 仿真系统的性能分析（误码率、信道容量等）- 参数优化与性能改进4. 实践项目与案例分析：安排实际操作项目，让学生动手实践，并分析典型案例，加深对时分复用技术的理解，对应教材第5章。
移动通信系统中正交频分复用系统的仿真与实现(基于MATLAB)正交频分复用系统的仿真与实现。
正交频分复用的应用意义近年来，无线通信技术正以前所未有的速度发展。
由于用户对各种实时多媒体服务需求的增加和互联网技术的快速发展，未来的无线通信和技术将有更高的信息传输速率，为用户提供更大的便利，其网络结构也将发生根本性的变化。
随着人们对数据的需求、通信的个性化和移动性，正交频分复用技术已经广泛应用于无线接入领域。
正交频分复用是一种特殊的多载波传输方案，它结合了数字调制、数字信号处理和多载波传输技术。
它目前被认为是频谱利用率最高的通信系统。
它具有传输速率快、抗多径干扰能力强的优点。
目前，数字音频广播(DAB)和地面数字视频广播(DV B)中的正交频分复用技术——由于用户对各种实时多媒体服务需求的增加和互联网技术的快速发展，未来的无线通信和技术将有更高的信息传输速率，为用户提供更大的便利，其网络结构也将发生根本性的变化。
随着人们对数据的需求、通信的个性化和移动性，正交频分复用技术已经广泛应用于无线接入领域。
正交频分复用是一种特殊的多载波传输方案，它结合了数字调制、数字信号处理和多载波传输技术。
它目前被认为是频谱利用率最高的通信系统。
它具有传输速率快、抗多径干扰能力强的优点。
目前，正交频分复用技术被用于数字音频广播和地面数字视频广播。
首先，选择导频信息。
由于信道通常是衰落信道，信道需要被连续跟踪，所以导频信息也必须被连续发送。
二是设计复杂度低、导频跟踪能力强的信道估计器。
(3)信道编码和交织为了提高数字通信系统的性能，信道编码和交织是常用的方法。
对于衰落信道中的随机误差，可以采用信道编码。
对于衰落信道中的突发错误，可以使用交织技术。
(4)降低峰均功率比由于正交频分复用信号是时域中的N个正交子载波信号的叠加，当这N个信号全部由峰值相加时，正交频分复用信号也将产生最大峰值功率，它是平均功率的N倍。
虽然峰值功率出现的概率很低，但是为了以高PAPR传输这些正交频分复用信号而不失真，导致极低的传输效率，接收端还需要前端放大器和模数转换器的高线性度。
计算机与信息工程学院设计性实验报告专业：通信工程年级/班级：2011级第二学年第二学期一、实验目的1.掌握用matlab分析系统时间响应的方法2.掌握用matlab分析系统频率响应的方法3.掌握系统零、极点分布与系统稳定性关系二、实验原理1.系统函数H(s)系统函数:系统零状态响应的拉氏变换与激励的拉氏变换之比.H(s)=R(s)/E(s)在matlab中可采用多种方法描述系统,本文采用传递函数(系统函数)描述法.在matlab中, 传递函数描述法是通过传递函数分子和分母关于s降幂排列的多项式系数来表示的.例如,某系统传递函数如下则可用如下二个向量num和den来表示:num=[1,1]；den=[1,1.3,0.8]2.用matlab分析系统时间响应1)脉冲响应y=impulse(num,den,T)T:为等间隔的时间向量,指明要计算响应的时间点.2)阶跃响应y=setp(num,den,T)T同上.3)对任意输入的响应y=lsim(num,den,U,T)U:任意输入信号. T同上.3.用matlab分析系统频率响应特性频响特性: 系统在正弦激励下稳态响应随信号频率变化的特性.|H(jω)|:幅频响应特性.ϕ(ω):相频响应特性(或相移特性).Matlab求系统频响特性函数freqs的调用格式:h=freqs(num,den,ω)ω:为等间隔的角频率向量,指明要计算响应的频率点.4.系统零、极点分布与系统稳定性关系系统函数H(s)集中表现了系统的性能,研究H(s)在S平面中极点分布的位置,可很方面地判断系统稳定性.1) 稳定系统: H(s)全部极点落于S左半平面(不包括虚轴),则可以满足系统是稳定的.2)不稳定系统: H(s)极点落于S右半平面,或在虚轴上具有二阶以上极点,则在足够长时间后,h(t)仍继续增长, 系统是不稳定的.3)临界稳定系统: H(s)极点落于S平面虚轴上,且只有一阶,则在足够长时间后,h(t)趋于一个非零数值或形成一个等幅振荡.系统函数H(s)的零、极点可用matlab的多项式求根函数roots()求得.极点:p=roots(den)零点:z=roots(num)根据p和z用plot()命令即可画出系统零、极点分布图,进而分析判断系统稳定性.三、实验内容设①p1=-2,p2=-30; ②p1=-2,p2=31.针对极点参数①②,画出系统零、极点分布图, 判断该系统稳定性.2.针对极点参数①②,绘出系统的脉冲响应曲线,并观察t→∞时, 脉冲响应变化趋势.3.针对极点参数①, 绘出系统的频响曲线.四、实验要求1．预习实验原理；2．对实验内容编写程序(M文件),上机运行；3．绘出实验内容的各相应曲线或图。
目录1绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2无线通信 (1)1.2.1无线通信概述 (1)1.2.2无线信道特性 (2)1.3 OFDM概述及应用 (3)1.3.1 OFDM的发展 (3)1.3.2 OFDM的关键技术 (3)1.3.3 OFDM的优缺点 (4)2 OFDM基本原理 (6)2.1原理及数学描述 (6)2.1.1 OFDM基本原理 (6)2.1.2串并转换 (6)2.1.3子载波调制 (7)2.1.4 DFT变换 (10)2.1.5保护间隔、循环前缀和子载波数选择 (11)2.1.6 OFDM基本参数的选择 (14)2.1.7 QPSK调制 (15)2.1.8 QPSK信号的产生 (18)3 OFDM的系统仿真 (20)3.1 MATLAB特点与功能 (20)3.2 OFDM系统收发机 (20)3.3 OFDM系统仿真 (22)3.3.1串行数据的产生 (22)3.3.2串并转换 (23)3.3.3 QPSK调制 (25)3.3.4 QPSK调制星座图 (29)3.3.5 IFFT/FFT运算 (30)3.3.6保护间隔和循环前缀 (32)3.3.7并串转换 (34)3.3.8加入高斯噪声 (35)3.3.9 QPSK解调 (37)3.3.10接收信号 (38)3.4系统误码率的分析 (38)3.5 BER性能曲线 (40)3.6本章小结 (41)参考文献 (42)附录 (43)致谢.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
摘要随着人们对通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需求，OFDM技术在综合无线接入领域得到广泛应用，它将是第四代移动通信的核心技术之一。
matlab仿真课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标旨在通过MATLAB仿真技术的学习，使学生掌握MATLAB基本操作、仿真环境搭建、脚本编写及图形用户界面设计等技能，培养学生运用MATLAB解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–理解MATLAB的系统结构及基本功能；–掌握MATLAB基本语法、数据类型、矩阵运算；–熟悉MATLAB仿真环境及相关工具箱；–了解MATLAB在工程领域的应用。
2.技能目标：–能够独立搭建简单的仿真环境；–能够运用MATLAB进行数据分析、算法实现；–具备编写MATLAB脚本及图形用户界面的能力；–能够运用MATLAB解决实际工程问题。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的创新意识、团队协作精神及自主学习能力；–使学生认识到MATLAB在工程领域的重要性，提高学习兴趣；–培养学生运用所学知识解决实际问题的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括MATLAB基础知识、MATLAB仿真环境及工具箱、脚本编写及图形用户界面设计等。
具体安排如下：1.MATLAB基础知识：–MATLAB概述及系统结构；–MATLAB基本语法、数据类型、矩阵运算。
2.MATLAB仿真环境及工具箱：–MATLAB仿真环境搭建；–MATLAB常用工具箱介绍，如控制系统、信号处理、图像处理等。
3.脚本编写及图形用户界面设计：–MATLAB脚本编写方法及技巧；–MATLAB图形用户界面设计原理及实例。
4.MATLAB在工程领域的应用：–利用MATLAB解决实际工程问题案例分析。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法相结合，以激发学生的学习兴趣和主动性。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解MATLAB的基本概念、语法及应用，使学生掌握课程基本知识。
2.案例分析法：分析实际工程案例，让学生了解MATLAB在工程领域的应用，提高学生解决实际问题的能力。
3.实验法：安排适量实验，让学生动手操作，培养学生的实际操作能力和创新能力。
第1章绪论正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一种特殊的多载波方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作是一种复用技术。
1.1研究OFDM的意义及背景现代通信的发展是爆炸式的。
从电报、电话到今天的移动电话、互联网，人们从中享受了前所未有的便利和高效率。
从有线到无线是一个飞跃，从完成单一的话音业务到完成视频、音频、图像和数据相结合的综合业务功能更是一个大的飞跃。
在今天，人们获得了各种各样的通信服务，例如，固定电话、室外的移动电话的语音通话服务，有线网络的上百兆bit的信息交互。
但是通信服务的内容和质量还远不能令人满意，现有几十Kbps传输能力的无线通信系统在承载多媒体应用和大量的数据通信方面力不从心:现有的通信标准未能全球统一，使得存在着跨区的通信障碍;另一方面，从资源角度看，现在使用的通信系统的频谱利用率较低，急需高效的新一代通信系统的进入应用。
目前，3G的通信系统己经进入商用，但是其传输速率最大只有2Mbps，仍然有多个标准，在与互联网融合方面也考虑不多。
这些决定了3G通信系统只是一个对现有移动通信系统速度和能力的提高，而不是一个全球统一的无线宽带多媒体通信系统。
因此，在全世界范围内，人们对宽带通信正在进行着更广泛深入的研究]4[。
正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一种特殊的多载波方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作是一种复用技术。
选择OFDM的一个主要原因在于该系统能够很好地对抗频率选择性衰落或窄带干扰。
正交频分复用（OFDM）最早起源于20世纪50年代中期，在60年代就已经形成恶劣使用并行数据传输和频分复用的概念。
1970年1月首次公开发表了有关OFDM的专利。
在传统的并行数据传输系统中，整个信号频段被划分为N个相互不重叠的频率子信道。
第1章绪论正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一种特殊的多载波方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作是一种复用技术。
1.1研究OFDM的意义及背景现代通信的发展是爆炸式的。
从电报、电话到今天的移动电话、互联网，人们从中享受了前所未有的便利和高效率。
从有线到无线是一个飞跃，从完成单一的话音业务到完成视频、音频、图像和数据相结合的综合业务功能更是一个大的飞跃。
在今天，人们获得了各种各样的通信服务，例如，固定电话、室外的移动电话的语音通话服务，有线网络的上百兆bit的信息交互。
但是通信服务的内容和质量还远不能令人满意，现有几十Kbps传输能力的无线通信系统在承载多媒体应用和大量的数据通信方面力不从心:现有的通信标准未能全球统一，使得存在着跨区的通信障碍;另一方面，从资源角度看，现在使用的通信系统的频谱利用率较低，急需高效的新一代通信系统的进入应用。
目前，3G的通信系统己经进入商用，但是其传输速率最大只有2Mbps，仍然有多个标准，在与互联网融合方面也考虑不多。
这些决定了3G通信系统只是一个对现有移动通信系统速度和能力的提高，而不是一个全球统一的无线宽带多媒体通信系统。
因此，在全世界范围内，人们对宽带通信正在进行着更广泛深入的研究]4[。
正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一种特殊的多载波方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作是一种复用技术。
选择OFDM的一个主要原因在于该系统能够很好地对抗频率选择性衰落或窄带干扰。
正交频分复用（OFDM）最早起源于20世纪50年代中期，在60年代就已经形成恶劣使用并行数据传输和频分复用的概念。
1970年1月首次公开发表了有关OFDM的专利。
在传统的并行数据传输系统中，整个信号频段被划分为N个相互不重叠的频率子信道。
仿真报告课程名称：自动化技术导论报告题目：MATLAB/simulink系统仿真分析班级姓名学号xxxxxx自动化学院2016年4月软件版本：MATLAB R2010bMATLAB强处理能力MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。
其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。
函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而且经过了各种优化和容错处理。
在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++ 。
在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。
MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。
函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。
MATLAB图形处理MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。
高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。
可用于科学计算和工程绘图。
新版本的MATLAB 对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。
同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。
另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。
MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。
百度文库.《电子产品辅助设计与仿真》课程考核报告基于MATLAB频分复用系统的研究与仿真设计完成日期2013年12月目录1引言 (1)2课程设计要求 (2)课程设计题目 (2)课程设计目的 (2)设计要求 (2)3设计过程及原理 (3)频分复用通信系统模型建立 (3)频分复用通信系统理论原理 (4)4 MA TLAB仿真 (5)语音信号的时域和频域仿真 (5)复用信号的频谱仿真 (6)传输信号的仿真 (6)解调信号的频谱仿真 (7)恢复信号的时域与频域仿真 (8)5体会与收获 (9)参考文献 (10)附录 (11)1引言MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室MATLAB工作界面）。
是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。
可以直接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
2课程设计要求课程设计题目基于MATLAB频分复用系统的研究与仿真设计课程设计目的通过本次综合设计，运用已学的课程知识，根据题目要求，使用Matlab 软件进行通信系统的设计和仿真,对《电子产品辅助设计与仿真》课程中涉及的知识原理等方面有一定的感性认识和实践操作能力，从而加深对本课程知识点的理解，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等方面有显著提高。
设计要求用Matlab设计一个通信系统，调用M文件编程界面完成设计，M文件编程中可以调用Matlab通信模块内置的功能模块，也可以自己编写功能模块。
设计完成后，点击M文件界面上的运行按钮，可进行必要的交互式操作，最终通过绘图能显示运行结果。
（1）使用Matlab软件画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。
（2）选择合适的高频载波，对采样信号进行调制。
（3）使用Matlab软件画出复用信号的频谱图。
（4）设计合适的带通滤波器，并画出带通滤波器的频率响应。
（5）对滤波后的信号进行解调，画出解调后各路信号的频谱图。
（6）设计低通滤波器，画出低通滤波器的频率响应。
恢复信号的时域波形和频谱图。
3设计过程及原理频分复用通信系统模型建立频分多址（FDMA）是使用最早、目前使用较多的一种多址接入方式，广泛应用于卫星通信、移动通信、一点多址微波通信系统中。
FDMA通信系统核心的思想是频分复用（FDM），复用是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一个信道上传送的复合信号的方法。
例如，在电话通信系统中，语音信号频谱在300—3400Hz内，而一条干线的通信资源往往远大于传送一路语音信号所需的带宽。
这时，如果用一条干线只传一路语音信号会使资源大大的浪费，所以常用的方法是“复用”，使一条干线上同时传输几路电话信号，提高资源利用率。
频分复用（FDM）是信道复用按频率区分信号，即将信号资源划分为多个子频带，每个子频带占用不同的频率，如图所示。
然后把需要在同一信道上同时传输的多个信号的频谱调制到不同的频带上，合并在一起不会相互影响，并且能再接收端彼此分离开。
混频过程的时域表示式为：)2cos()()(t ftxt sπ⋅=（3-1）图频分复用的子频带划分频分复用通信系统理论原理抽样的理论基础是抽烟定理，它说明在什么条件下能从抽样输出信号f0(t)中恢复输入信号f(t)。
根据频谱分析理论，只有抽样信号的频率不发生重叠现象时，抽样的频谱才能与信号频谱相一致。
因此，抽样定理可表述为：为了使抽样信号f0(t)能完全恢复连续信号f(t)，抽样信号重复频率必须大于等于2倍的，为包含任何干扰在内的信号f(t)的最高有效频率。
由于实际滤波器特性的不理想，抽样频率通常都有高于，一般取3到5倍。
语音信号频谱在300—3400Hz内，语音采样频率必须大于。
在MATLAB数据采集箱中提供语音采集wavrecord命令，wavrecord命令利用Windows 音频输入设备记录声音,其调用形式为:wavrecord (n ,fs ,ch)。
利用Windows音频输入设备记录n个音频采样, 频率为fs Hz ,通道数为ch。
采样值返回到一个大小为n*ch 的矩阵中。
缺省时,fs = 11025 ,ch = 1。
其中MATLAB提供的标准音频采样频率有:8000、11025、22050 和44100Hz。
为了保证语音的质量，本次设计中取语音信号的采用频率为44100Hz，该采样频率为语音信号CD音质。
语音信号采集后，可以用MATLAB数据采集箱中wavwrite命令保存采集的语音信号。
如图所示图抽样过程波形4MATLAB仿真语音信号的时域和频域仿真（1）信号的时域仿真使用MATLAB软件可以对采集的语音信号进行时域和频域分析。
可以使用subplot（m,n,p）或者subplot（m n p）将多个图画到一个平面上的工具。
其中，m表示是图排成m行，n表示图排成n列，也就是整个figure 中有n个图是排成一行的，一共m行，p则是指要把曲线画到figure中哪个图上。
MATLAB中绘图命令plot(x,y)，其含义是以x为横坐标，y为纵坐标，绘制图形。
可得到如图所示的时域分析图图声音样本的时域分析（2）信号频域仿真频域分析主要是将3个声音样本信号sd1、sd2和sd3用MATLAB软件进行快速傅里叶变换后，再画出3个信号的频谱图。
其中快速傅里叶变换可以直接用MATLAB中的fft命令，然后通过abs得到经过快速傅里叶变换后信号的振幅。
最后用MATLAB中stem命令对于得到的离散序列实现其频谱图的绘制。
复用信号的频谱仿真在MATLAB软件中将采样的3路语音信号经过混频处理得到3路已调信号x1、x2和x3，再通过加法器将3路信号变为一路复用信号s，通过MATLAB软件中stem(t,abs(fft(s)),'.')命令对复用信号s进行了频谱分析，其频谱分析如图所示。
图声音样本的频谱分析传输信号的仿真我们都知道FDMA通信系统的复用信号传输是通过空气介质传输的，复用信号在空气传输中会有很多的噪声，其中主要是以高斯白噪声为主，所以在信号传输的设计仿真中，主要对复用信号加入高斯白噪声。
在MATLAB中可以通过awgn函数在某一信号中加入高斯白噪声，其调用方式为：y = awgn(x,SNR)，其意义是在信号x中加入高斯白噪声；信噪比SNR以dB为单位，x的强度假定为0dBW。
如果x是复数，就加入复噪声。
通过前面的调制和信号复用设计后，得到了复用信号s，使用MATLAB中的awgn函数加入高斯白噪声后复用信号变为ys。
为了使后面能够较好的恢复语音信号，所以在这里加入白噪声时，信噪比不能设置的太小。
仿真发现大于20dB时失真比较小。
图为加入高斯白噪声后，复用信号ys的频谱图。
图加入高斯白噪声后复用信号的频谱分析解调信号的频谱仿真信号解调前，首先通过3个带通滤波器对复用信号s进行滤波，得到3路调制的语音信息y1、y2和y3，然后在对这三路信号进行解调，解调过程与调制的过程相同，使用与原来调制载波相同的信号分别与滤波后的3路信号相乘。
得到3路解调信号y01、y02和y03。
然后对各路信号使用MATLAB软件中的快速傅里叶变换函数fft进行变换，并通过MATLAB 软件，得到的3路解调信号的频谱如图所示。
图解调后信号的频谱图恢复信号的时域与频域仿真语音信号的恢复就是将前面解调所得到的3路信号y01、y02和y03再通过低通滤波器使用filter函数滤波后，分别得到3路恢复的语音信号。
然后调用MATLAB中的plot(t,yy1)函数和subplot函数对恢复的3路语音信号进行时域分析，其时域分析波形如图所示。
图恢复信号的时域波形5体会与收获经这次课程设计，我不仅复习巩固了课堂所学的理论知识，还提高了对所学知识的综合应用。
同时，在以前课本学习中没有弄懂的问题，通过这次课程设计，我都有了更深入的理解。
比如通信原理中的时域采样定理、滤波器参数设计等。
在设计经过不断的修改调试，在MATLAB上仿真频分多址通信技术取得了较好的效果。
录音的声音再经过调试和解调后的信号与原来相比较为接近。
我觉得仿真的成功关键在于载波频率的选择以及带通和低通滤波器的参数设计。
另外在低通滤波阶段，得到的恢复信号与原始信号基本一致，但是在t=0附近有所失真，这是由于频谱混叠所致，各信号频谱混叠部分均为高频部分，恢复信号在附近的波峰变换最快。
即频率最高的区域，引起高频部分失真，这是因为录音期间引入频率高于语音信号的噪声，所以如果在完全无噪音的环境中进行录音，可得无失真的恢复信号。
仿真结果分析表明，信号在频分复用时还存在着频间干扰的问题，对此，采用了适当加大采样频率的方法，在较大程度上使该问题得以解决至于完全消除频谱间的干扰，还有待进一步研究与完善。
参考文献[1] 张志涌精通MATLAB 版教程.北京：北京航天航空大学出版社, 2003(56)[2] 胡鹏,徐会燕.基于matlab的图像去噪算法的研究与实现《福建电脑》，2009(12)[3] 李彦军,苏红旗等.改进的中值滤波图像去噪方法研究《计算机工程与设计》，2009(12)[4] 孙宏琦，施维颖,巨永峰.利用中值滤波进行图像处理《长安大学学报（自然科学版）》，2003(2)[5] 周建兴,MATLAB从入门到精通. 人民邮电出版社2008(60)附录放入程序源代码附录一：MATLAB仿真程序%（1）获取录音文件pausefs=44100; %声音的采样频率为duration=3; %录音时间为3sfprintf('按任意键开始录音1：\n');pausefprintf('录音中•••\n');sd1=wavrecord(duration*fs,fs); %duration*fs每次获得总的采样数为132300，保存声音文件名为sd1fprintf('放音中•••\n');wavplay(sd1,fs);fprintf('录音1播放完毕。
