基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的研究-毕业论文

基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的研究目录1绪论 [14]：在算法中使用汉宁窗，加快带外衰减。信息处理过程如图4.1所示。图4.1改进的DFT估计算法框图在信道估计时，先将频域转换为时域，使用汉宁(Hanning)窗使带外噪声迅速衰减，然后补零达到循环前缀长度，之后去窗再转换到频域。主要步骤如下：对进行M点离散傅里叶逆变换，得到：(4-1)用汉宁(Hanning)窗对信号进行处理，即：(4-2)(4-3)其中式(4-2)为汉宁窗的表达式。接着在时域对信号信号进行补零操作，使信号长度达到N维，之后去窗，得到：(4-4)(4-5)(4-6)最后将转换到频域，得到改进算法的信号估计H：(4-7)4.2性能仿真在S-V模型的四种信道环境中，分别在64子载波数，128子载波数条件下，用MATLAB对改进算法的估计性能进行仿真分析。其中信道参数设置如表4-1，仿真参数设置如表4-2：表4-1四种信道环境参数信道模型CM-1CM-2CM-3CM-4视距分量视距非视距非视距非视距多径数/10dB12.814.925.340.6平均附加时延/ns6.18.916.429.9多径数/85%21.334.263.9124.1均方根附加时延/ns5.08.215.325.5表4-2OFDM信号估计仿真参数调制方式BPSK信道噪声类型AWGN子载波间隔(MHz)4.125导频插入比4(64载波)，8(128载波)导频数(个)16码元周期(ns)312.5保护间隔(ns)70.3子载波速率(Baud/s)320M循环前缀周期(ns)66.7第一组：64子载波下的仿真结果：图4.2CM-1信道，64子载波下LS、DFT、改进DFT算法的SER比较图4.3CM-2信道，64子载波下LS、DFT、改进DFT算法的SER比较图4.4CM-3信道，64子载波下LS、DFT、改进DFT算法的SER比较图4.5CM-4信道，64子载波下LS、DFT、改进DFT算法的SER比较图4.664子载波下LS、DFT、改进DFT算法的MSE比较第二组：128子载波下的仿真结果：图4.7CM-1信道，128子载波下LS、DFT、改进DFT算法的SER比较图4.8CM-2信道，128子载波下LS、DFT、改进DFT算法的SER比较图4.9CM-3信道，128子载波下LS、DFT、改进DFT算法的SER比较图4.10CM-4信道，128子载波下LS、DFT、改进DFT算法的SER比较图4.11128子载波下LS、DFT、改进DFT算法的MSE比较表4-3各算法在64子载波和128子载波下的误码率比较估计算法载波数LS算法DFT算法改进的DFT算法640.05320.02610.02241280.10980.05110.0400表4-4各算法在64子载波和128子载波下的均方误差比较估计算法载波数LS算法DFT算法改进的DFT算法640.08400.00980.00581280.08780.01240.0071信号在64子载波数下，经过CM-1信道传输后，系统误码率性能如图4.2所示。由此可知，DFT算法由于时域能量集中在少数抽样点上，减少了频谱泄露，因而信道估计性能较好；而改进DFT算法，由于汉宁窗的加入和线性变换，使得带外噪声迅速衰减，在低SNR下估计性能较DFT算法有所提高。CM-2信道环境传输后系统的误码率曲线如图4.3所示，同样地，即使是在非视距环境下，改进算法能够将系统误码率降到最低。图4.4和图4.5分别是CM-3信道和CM-4信道环境下的系统误码率曲线，由图4.4可得，相同误码率下，改进算法的SNR较DFT算法有4dB的提升，较LS算法有9.5dB的提升；同样，在图4.5中，相同误码率下，改进算法的SNR较DFT算法有2.5dB的提升，较LS算法有8dB的提升。可以看出，CM-4环境下的系统性能较CM-3有所下降，原因是CM-4信道环境更复杂，多径时延最大。图4.6是LS、DFT、改进DFT算法的均方误差比较图，该图直观地反映了改进算法在降低MSE的优越性。由图可得，当SNR均为6dB时，改进DFT算法的均方误差较传统DFT算法有了0.35dB的提升，较LS算法有0.51dB的提升。图4.7至图4.11是在128子载波下的仿真结果。由图可得，同一算法，随着子载波数的增加，估计性能略有下降，表4-3与表4-4也说明了这一点，例如在64子载波与128子载波下，DFT算法的误码率增加了2.50%，均方误差增加了0.26%；改进算法的误码率增加了1.76%，均方误差增加了0.13%。因此，随着子载波数的增加，改进算法的估计性能会降低。5结论与展望答谢部分程序：clc;clearall;%=======================生成训练序列，采用BPSK调制========================%N=64;d=rand(N,1);fori=1:Nif(d(i)>=0.5)d(i)=1;elsed(i)=-1;endendfori=1:NX(i,i)=d(i);end%========================计算信道向量G和信道特性========================%tau=[0.53.5];fork=1:Ns=0;form=1:2s=s+(exp(-j*pi*(1/N)*tau(m))*((sin(pi*tau)/sin(pi*(1/N)*(tau(m)-k)))));endg(k)=s/sqrt(N);endG=g';%信道向量H=fft(G);%频域XFG=X*H;n1=ones(N,1);n1=n1*0.000000000000000001i;%加入复高斯白噪声noise=zero(n1,5);%设置SNR为5dBNo=fft(noise);Y=XFG+No;%=============================计算误码率================================%forn=1:8SNR_send=2*n;error_count_l=0;%清空error_counterror_count_ls=0;error_count_mmse=0;error_count_smmse=0;error_count_dft=0;%=================求H_mmse===================%u=rand(N,N);F=fft(u)*inv(u);%DFT矩阵I=eye(N,N);Rgy=Rgg*F'*X';fori=1:Nyy(i,i)=Y(i);endH_mmse=fft(Gmmse);fori=1:N Hmmse(i,i)=H_mmse(i);end%================求H_lmmse===================%u=rand(N,N);F=fft(u)*inv(u);%DFT矩阵I=eye(N,N);fori=1:NHsmmse(i,i)=H_smmse(i);end%==================求H_dft====================%u=rand(N,N);F=fft(u)*inv(u);%DFT矩阵I=eye(N,N);fori=1:NHdft(i,i)=H_dft(i);end%=============================生成随机序列=============================%forc=1:1000X=zeros(N,N);d=rand(N,1);fori=1:Nif(d(i)>=0.5)d(i)=+1;elsed(i)=-1;endend fori=1:NX(i,i)=d(i);endXFG=X*H;n1=ones(N,1);n1=n1*0.000000000000000001i;%加入复高斯白噪声noise=awgn(n1,SNR_send);variance=var(noise);No=fft(noise);Y=XFG+No;%================================接收机=================================%%===============无估计的接收=================% I=inv(Hl)*Y;fork=1:N if(real(I(k))>0)%判决I(k)=1;elseI(k)=-1;endend fork=1:N if(I(k)~=d(k)) error_count_l=error_count_l+1; end end%==============LS估计器的接收================%I=inv(Hls)*Y;fork=1:Nif(real(I(k))>0)%判决I(k)=1;elseI(k)=-1;endendfork=1:Nif(I(k)~=d(k))error_count_ls=error_count_ls+1;endend%===============DFT估计器的接收=================%I=inv(Hdft)*Y;fork=1:Nif(real(I(k))>0)%判决I(k)=1;elseI(k)=-1;endendfork=1:Nif(I(k)~=d(k))error_count_dft=error_count_dft+1;endendendser_l(n)=error_count_l/128000;ser_ls(n)=error_count_ls/64000;ser_mmse(n)=error_count_mmse/64000;ser_smmse(n)=error_count_smmse/128000;ser_dft(n)=error_count_dft/96000;SNR(n)=SNR_send;end;%===================================作图===============================%semilogy(SNR,ser_l,'-vk');axis([2,16,0.5*0.01,0.5*1]);gridon;holdon;semilogy(SNR,ser_ls,'-*k');semilogy(SNR,ser_mmse,'-dk');semilogy(SNR,ser_smmse,'-ok');semilogy(SNR,ser_dft,'-pk');xlabel('SNR(dB)');ylabel('SymbolErrorRate');title('OFDM系统无估计,LS,MMSE,LMMSE和DFT算法的比较(SER));legend('无估计算法','LS算法','MMSE算法','LMMSE算法','DFT算法');holdoff基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计HYPERLINK"