1.算法仿真效果 matlab2022a仿真结果如下(完整代码运行后无水印):

3.jpeg2.jpeg1.jpeg

2.算法涉及理论知识概要 基于最小二乘(Least Squares, LS)算法的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)系统信道估计与均衡是一项关键技术,它在无线通信系统中扮演着重要角色。OFDM结合了QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)调制,能够在多径衰落信道中提供高效的频谱利用率和鲁棒性。

2.1 OFDM信号模型 在OFDM系统中,数据被分割成多个子载波,每个子载波上传输一个较低速的数据流。假设系统有N个子载波,发送的数据向量为s=[s0​,s1​,…,sN−1​]T,其中si​是子载波i上的数据符号。在发送端,通过IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform, 离散傅里叶逆变换)将频域信号转换为时域信号:

4.png

2.2 信道模型 在无线信道中,信号会经历多径衰落。假设信道冲击响应为h(t),则接收信号可以表示为:

5.png

   在OFDM系统中,通过在符号之间插入保护间隔(循环前缀CP)来克服多径效应。假设CP长度为τCP​,则接收信号可以表示为:

6.png

2.3 最小二乘(LS)算法 在OFDM系统中,通常使用导频符号来进行信道估计。假设在子载波上发送的导频符号为p=[p0​,p1​,…,pN−1​]T,则接收的导频符号为yp​。基于LS算法的信道估计可以表示为最小化残差平方和:

7.png

2.4 均衡器设计 在OFDM系统中,均衡器用于补偿信道的影响,恢复原始数据符号。基于LS估计的均衡器可以表示为:

8.png

   基于LS算法的OFDM+QPSK系统信道估计与均衡是无线通信系统中的关键技术之一。通过合理的导频符号设计、准确的信道估计以及有效的均衡策略,可以显著提高系统的性能。随着通信技术的发展,未来的研究将进一步探索更高效的信道估计与均衡方法,以适应更复杂的无线环境。

3.MATLAB核心程序

errs=[];
for ij=SNRS
    ij
    R0   = awgn(T_final,ij,'measured');
    %串并变换
    R1   = reshape(R0,Len_FFT+Lcp,Symbs).';
    %去保护间隔
    for k= 1:Symbs
        for i=1:Len_FFT
            R2(k,i) = R1(k,i+Lcp);
        end
    end
    %FFT
    R3            = fft(R2,Len_FFT,2);
    R4            = R3(:,Carrs);
    %信道估计
    R4_signal     = R4(:,signal);
    R4_pilot      = R4(:,pilot);
    %信道估计
    Hch_LS2       = func_HLS_est(R4_pilot,PN_qpsk3,Symbs,Num_pilot,Num_carr,Step_pilot);
    %信道均衡
    R_bits        = R4_signal./Hch_LS2;
    %并串变换
    Rec_ps        = reshape(R_bits.',1,Len_pilot/Nsamp);
    %QPSK解调
    Rec_bits      = func_deQPSK(Rec_ps);
    errs          = [errs,length(find(tmps~=Rec_bits))];
end
 
BER1=errs/Len_pilot;
figure;
semilogy(SNRS,BER1,'-r>',...
    'LineWidth',1,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.9,0.9,0.0]);
grid on;
xlabel('SNR');
ylabel('误码率');
legend('OFDM+LS信道估计');
 
 
if AMPS==0
   save R1_0.mat  SNRS BER1
end
if AMPS==0.2
   save R1_1.mat  SNRS BER1
end
if AMPS==0.5
   save R1_2.mat  SNRS BER1
end
if AMPS==1
   save R1_3.mat  SNRS BER1
end
0X_067m