正交频分复用(OFDM)是一种在通信领域广泛应用的多载波调制技术，尤其在现代高速无线通信系统中扮演着重要角色。通过在多个正交子载波上分配数据，OFDM能有效应对频率选择性衰落和窄带干扰，提高频谱效率。MATLAB作为强大的数值计算和仿真工具，是实现OFDM系统建模和性能评估的理想平台。
在MATLAB中，OFDM系统的仿真通常包括以下几个关键步骤：
1. **符号生成**：根据所需的数据速率和调制方式（如QAM）生成数字基带信号。QAM调制结合幅度和相位的变化，可以高效地编码信息。
2. **预处理**：在发送前，数据可能需要经过信道编码和交织处理，以增强抗干扰能力和错误纠正能力。例如，卷积编码或Turbo编码可以用于提高系统的可靠性。
3. **IFFT（快速傅立叶变换）**：OFDM的核心是将时域信号转换到频域，这通过IFFT实现。在发送端，数据经过IFFT转化为多个子载波上的复频谱信号。
4. **加入循环前缀**：为了消除多径传播引起的符号间干扰(ISI)，通常在OFDM符号的开头添加循环前缀。
5. **映射到物理信道**：模拟无线信道特性，如多径衰落、衰减和噪声，可以通过加入合适的信道模型实现，如瑞利衰落或 Nakagami-m信道。
6. **FFT（快速傅立叶逆变换）**：在接收端，通过FFT将接收到的频域信号转换回时域，然后进行解调。
7. **后处理**：解码和去交织过程恢复原始数据，同时错误检测和纠正机制可以识别和修复传输过程中可能出现的错误。
8. **性能分析**：通过对比发送和接收的数据，可以评估系统的误码率(BER)、误帧率(FER)等性能指标，从而优化系统设计。
在毕业设计中，学生黄吉利用MATLAB进行OFDM仿真，不仅深入理解了OFDM技术的理论基础，还掌握了如何通过仿真工具对复杂通信系统进行建模和性能评估。这个过程对于理解OFDM如何抵抗频率选择性衰落，以及在实际信道条件下如何工作具有重要意义。此外，通过这种实践，学生可以更好地为未来在无线通信领域的研究和工程应用打下坚实基础。
OFDM在MATLAB中的仿真是一项综合性的任务，涵盖了数字通信的多个核心概念，包括调制、编码、信号处理和信道建模。这项工作不仅有助于加深对OFDM技术的理解，也是对理论知识和编程技能的综合运用，对于学习者和研究人员都具有很高的价值。
