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自己变得OFDM迭代信道估计程序

%本程序采用迭代的联合信道估计与符号检测算法，仿真了不同信噪比条件下，%
%信道估计的性能，包括有迭代和无迭代条件下的误码率和均方误差%
%------------------------------------------------------------------------%
echo off;clear all;
close all;
clc;
fprintf( 'OFDM仿真\n') ;
tic
% ---------------------------------------------%
%                   参数定义                    %
% --------------------------------------------- %
% Initialize the parameters
Num_Symbol=1000;  %仿真OFDM符号数
Bits_per_Symbol=60;  %每符号比特数
NumSubc=128;   %   载波数
Numcp=NumSubc/4;  %cp数约为载波数的1/4
mentor_times=20;  %蒙氏仿真  最大次数
% h_time=create_channel(6);%产生一个6径信道
%  figure;
%  stem(abs(h_time));
%  CL=length(h_time);  %信道长度
pilots=1:NumSubc/16:NumSubc;  %导频插入位置 共16个导频  等间隔插入
PL=length(pilots);   %PL=16； 共16个导频
%------------------------------------------------%
Bits_Tx = floor(rand(Num_Symbol,Bits_per_Symbol)*2); 
% Generate the random binary stream for transmit test
%-------------------------------------------------%
% 卷积编码
for i=1:Num_Symbol
    a=Bits_Tx(i,:);
    Bits_convenc(i,:)=cnv(a);   
end
%------------------------------------------------%
%  随机交织   用系统函数生成
state=32;  %定义交织器初始参数
for i=1:Num_Symbol
    b=Bits_convenc(i,:);
Bits_Interleaved(i,:)=randintrlv(b,state); %随机交织
end
%---------------------------------------------------%
%  4QAM  星座图映射  
  for i=1:Num_Symbol 
      c=Bits_Interleaved(i,:);
      QAM_modulated(i,:)=QAM_modu(c); %调用映射函数 
  end
  %---------------------------------------------------%
  %  在第一行插入导频  作信道估计用    
   QAM_modulated(1,pilots)=1;%  导频位置处插入导频1+j
   QAM_modulated(1,pilots+1)=0;%   与导频相邻位置处插0
   %----------------------------------------------------%
%  串/并转换
Symbol_paralleled=QAM_modulated.';
%--------------------------------------------------------%
 %  IFFT变换
  Symbol_ifft_temp=ifft( Symbol_paralleled,NumSubc);  %已变换
 %---------------------------------------------------%
 %  并/串转换
 Symbol_ifft= Symbol_ifft_temp.';  %串联
 %----------------------------------------------------%
 %  加cp前缀 
 [m,n]=size(Symbol_ifft);
  Symbol_cp=zeros(m,n+Numcp);
 Symbol_cp(:,(Numcp+1):(n+Numcp))=Symbol_ifft(:,1:n);%先把Symbol_ifft整体复制到Symbol_cp_temp的后半部分去
 Symbol_cp(:,1:Numcp)=Symbol_ifft(:,(n-Numcp+1):n);  %加cp 
 
% %-------------------------------------------------------%
%过信道
after_channel=zeros(m,n+Numcp);
 snrtable=zeros(11,3);  %存储信噪比和误码率
 MSE_table=zeros(11,2); %存储估计的均方误差
 for snr=0:3:30
     ber_ratio1=0;  %初始化误码率
     ber_ratio2=0;  %初始化误码率  
     estimation_error=zeros(2,NumSubc); %用以存储中间过程的估计误差 
   snrtable(snr/3+1,1)=snr;%第一列存储信噪比
   for mentor=1:mentor_times
       h_time=create_channel(6);%产生一个6径信道
       CL=length(h_time);  %信道长度
   for i=1:m
     d=Symbol_cp(i,:);
 after_channel_temp=filter(h_time,1,d);  %   过信道  用滤波器实现卷积
 after_channel(i,:)=awgn(after_channel_temp,snr,'measured');  %加噪声
   end
   %-----------------------------------------------------%
 % 去cp前缀
 Symbol_de_cp_temp=after_channel.';  %转置  出来是并联的
 Symbol_de_cp=zeros(n,m);
 Symbol_de_cp(1:n,:)=Symbol_de_cp_temp((Numcp+1):(n+Numcp),:);  %去掉最上面的Numcp行
 %-----------------------------------------------------%
 %  送入fft解调器
 Symbol_fft=fft(Symbol_de_cp,NumSubc);
  Symbol_fft_temp=Symbol_fft.'; %转置  变成串联
 %-----------------------------------------------------%
 %------------------------------------------------------%
 % 信道估计部分
 H_act=fft([h_time zeros(1,NumSubc-CL)],NumSubc);
  H_est_temp=Symbol_fft_temp(1,pilots)./QAM_modulated(1,pilots);  %导频位置处的信道初始估计
   h1=ifft(H_est_temp,PL);  %导频点数的ifft
 h2=h1(1:CL);  %取前CL点
 h3=[h2 zeros(1,NumSubc-CL)];  %补零  达到NumSubc位
 H_est1=fft(h3,NumSubc);  %NumSubc点fft的变换  到频域
 
%------------------------------------------------------%
%---------------------------------------------------------%
 for i=1:Num_Symbol-1  
     X(i,:)= Symbol_fft_temp(i+1,:)./H_est1;  %接收信号除以估计的信道频率响应
 end
 for i=1:Num_Symbol-1
     b=X(i,:);
     transmit_bits_demapped(i,:)=QAM_demodu(b);  %解映射
 end
  for i=1:Num_Symbol-1
     c=transmit_bits_demapped(i,:);
 transmit_bits_deinterleaved(i,:)=randdeintrlv(c,state);  %解交织
  end
  for i=1:Num_Symbol-1
      e=transmit_bits_deinterleaved(i,:);
      [transmit_bits_decoded,survivor_state,cumulated_metric]=viterbi(e);  %译码
      decode(i,:)=transmit_bits_decoded;
  end
  %--------------------------------------------
  Bits_Tx_temp=Bits_Tx(2:Num_Symbol,:);
  [number,ratio] = biterr(Bits_Tx_temp,decode);   %计算误码率
  ber_ratio1=ber_ratio1+ratio;  %累计误码率
  %--------------------------------------------------------%
 %---------------------------------------------------------%
 
 
 
 
   error1=(abs(H_act(1,:)-H_est1(1,:)).^2);  %初始估计误差
  estimation_error(1,:)=estimation_error(1,:)+error1;  %累计误差
 
 RX=Symbol_fft_temp(2,:); %用接收的第二行数据做测试数据用
 X_est1=RX./H_est1;  %接收到的数据信号除以信道频率响应为发送信号的估计值
 x_demap1=QAM_demodu(X_est1);  %解调
 
 x_deinterleaved=randdeintrlv(x_demap1,state);  %解交织
 [x_decoded,survivor_state,cumulated_metric]=viterbi(x_deinterleaved);  %译码
 
 x_coded=cnv(x_decoded);  %编码
 x_interleaved=randintrlv(x_coded,state);%交织
 x_mapped=QAM_modu(x_interleaved);  %映射
 H_est2_temp1=RX./x_mapped;  
 H_est2_temp2=ifft(H_est2_temp1,NumSubc);
 H_est2=fft([H_est2_temp2(1,1:CL) zeros(1,NumSubc-CL)],NumSubc);
 X_est2=RX./H_est2;
 x_demap2=QAM_demodu(X_est2);
 %-----------------------------------------
 %迭代信道估计部分
 while(x_demap2~=x_demap1)  %判断两次估计值的是否相同，相同则表示已收敛，无需继续迭代，否则继续迭代
     x_deinterleaved=randdeintrlv(x_demap2,state);  %解交织
     [x_decoded,survivor_state,cumulated_metric]=viterbi(x_deinterleaved);  %译码
     x_coded=cnv(x_decoded);  %编码
     x_interleaved=randintrlv(x_coded,state);%交织
     x_mapped=QAM_modu(x_interleaved);  %映射
     %以下三行是估计
     H_est2_temp1=RX./x_mapped;  
     H_est2_temp2=ifft(H_est2_temp1,NumSubc);  %变换到时域
     H_est2=fft([H_est2_temp2(1,1:CL) zeros(1,NumSubc-CL)],NumSubc);%补零后再变换到频域
     
     X_est1=RX./H_est2;  %接收信号除以信道响应得到发送信号的估计值
     x_demap1=QAM_demodu(X_est1);  %解映射
     %以下三行在交换，用以满足继续迭代的条件
     temp=x_demap1;
     x_demap1=x_demap2;
     x_demap2=temp;
 end
   H_est=H_est2; %得到估计值   
 
%-------------------------------------------------------------%
%---------------------------------------------------------------%
      %迭代后的接收判决部分

 for i=1:Num_Symbol-1  
     X(i,:)= Symbol_fft_temp(i+1,:)./H_est;  %接收信号除以估计的信道频率响应
 end
 for i=1:Num_Symbol-1
     b=X(i,:);
     transmit_bits_demapped(i,:)=QAM_demodu(b);  %解映射
 end
  for i=1:Num_Symbol-1
     c=transmit_bits_demapped(i,:);
 transmit_bits_deinterleaved(i,:)=randdeintrlv(c,state);  %解交织
  end
  for i=1:Num_Symbol-1
      e=transmit_bits_deinterleaved(i,:);
      [transmit_bits_decoded,survivor_state,cumulated_metric]=viterbi(e);  %译码
      decode(i,:)=transmit_bits_decoded;
  end
  %--------------------------------------------
  Bits_Tx_temp=Bits_Tx(2:Num_Symbol,:);
  [number,ratio] = biterr(Bits_Tx_temp,decode);   %计算误码率
  ber_ratio2=ber_ratio2+ratio;  %累计误码率
  error2=(abs(H_act(1,:)-H_est(1,:)).^2);  %估计误差
  estimation_error(2,:)=estimation_error(2,:)+error2;  %累计误差
  %------------------------------ -----------------------
  %------------------------------------------------------%
   end
   snrtable(snr/3+1,2)=ber_ratio1/mentor_times;
   snrtable(snr/3+1,3)=ber_ratio2/mentor_times;
   estimation_error=estimation_error./mentor_times;
    MSE_table(snr/3+1,1)=sum(estimation_error(1,:))/NumSubc; %赋值
    MSE_table(snr/3+1,2)=sum(estimation_error(2,:))/NumSubc; %赋值
    %-------------------------------------------------------------%
%     figure;
%  plot(abs(H_act));
%  hold on;
%  plot(abs(H_est));
%  hold off;
 end
  snrtable
  MSE_table
 figure;
semilogy(snrtable(:,1),snrtable(:,2),'k*-');
hold on;
semilogy(snrtable(:,1),snrtable(:,3),'ko-');
legend('无迭代','有迭代');
grid on;
xlabel('SNR/dB');
ylabel('BER');
title('误码率/信噪比曲线');
hold off;

figure;
semilogy(snrtable(:,1),MSE_table(:,1),'k*-');
hold on;
semilogy(snrtable(:,1),MSE_table(:,2),'ko-');
grid on;
legend('无迭代','有迭代');
xlabel('SNR/dB');
ylabel('MSE');
title('均方误差/信噪比曲线');
hold off;

time_of_sim = toc
echo on;