基于 LS 和 MMSE 算法实现 OFDM 系统的信道估计附matlab代码

以下是基于LS和MMSE算法实现OFDM系统的信道估计的MATLAB代码：

% OFDM信道估计
% 基于LS和MMSE算法
clc;
clear all;
close all;

%% 定义系统参数
N = 64; % FFT大小
cp_len = 16; % 循环前缀长度
fs = 16000; % 采样率
Ts = 1/fs; % 采样时间
fc = 2000; % 载波频率
T = 1/fc; % 周期
fd = 100; % 多径延迟
K = 10; % 多径个数
SNR_dB = 30; % 信噪比
SNR = 10^(SNR_dB/10); % 信噪比（线性值）
P = 1; % 发送功率
L = 10^4; % 发送数据长度
alpha = randn(1,K); % 多径衰落系数
tau = (0:K-1)*T; % 多径时延
h = zeros(1,N+K-1); % 多径信道冲激响应

%% 生成发送数据
x = randi([0,1],1,N*L); % 生成随机发送数据
X = reshape(x,N,L).'; % 分组
X_QPSK = 1/sqrt(2)*(2*X(:,1:2:end)-1+1i*(2*X(:,2:2:end)-1)); % QPSK调制

%% 信道模型
for k = 1:K
    h(k) = alpha(k)*exp(1i*2*pi*fc*tau(k)); % 多径信道冲激响应
end
H = fft(h,N); % 多径信道频率响应

%% 发送和接收
y = zeros(L,N); % 接收信号
for l = 1:L
    % 发送信号加循环前缀
    x_cp = [X_QPSK(l,N-cp_len+1:N),X_QPSK(l,:)];
    % 通过多径信道
    y_cp = conv(x_cp,h);
    % 加噪声
    sigma2 = P/SNR/N; % 噪声方差
    noise = sqrt(sigma2/2)*(randn(1,N+K-1)+1i*randn(1,N+K-1)); % 高斯白噪声
    y_n = y_cp+noise; % 接收信号
    % 去掉循环前缀并进行FFT
    y_fft = fft(y_n(K+1:N+K),N);
    y(l,:) = y_fft;
end

%% 信道估计
H_LS = zeros(L,N); % LS估计的多径信道频率响应
H_MMSE = zeros(L,N); % MMSE估计的多径信道频率响应
for l = 1:L
    % 发送信号加循环前缀
    x_cp = [X_QPSK(l,N-cp_len+1:N),X_QPSK(l,:)];
    % 通过多径信道
    y_cp = conv(x_cp,h);
    % 加噪声
    sigma2 = P/SNR/N; % 噪声方差
    noise = sqrt(sigma2/2)*(randn(1,N+K-1)+1i*randn(1,N+K-1)); % 高斯白噪声
    y_n = y_cp+noise; % 接收信号
    % 去掉循环前缀并进行FFT
    y_fft = fft(y_n(K+1:N+K),N);
    
    % LS算法
    H_LS(l,:) = y_fft./X_QPSK(l,:);
    
    % MMSE算法
    H_MMSE(l,:) = conj(H)./(abs(H).^2+sigma2/P).*y_fft./X_QPSK(l,:);
end

%% 画图
% 信道频率响应
figure;
subplot(2,1,1);
plot((0:N-1)/N*fs/1000,20*log10(abs(H)));
xlabel('频率/kHz');
ylabel('幅度/dB');
title('多径信道频率响应');
subplot(2,1,2);
plot((0:N-1)/N*fs/1000,angle(H)/pi*180);
xlabel('频率/kHz');
ylabel('相位/度');
title('多径信道频率响应');

% LS估计的信道频率响应
figure;
subplot(2,1,1);
plot((0:N-1)/N*fs/1000,20*log10(abs(H_LS)));
xlabel('频率/kHz');
ylabel('幅度/dB');
title('LS估计的多径信道频率响应');
subplot(2,1,2);
plot((0:N-1)/N*fs/1000,angle(H_LS)/pi*180);
xlabel('频率/kHz');
ylabel('相位/度');
title('LS估计的多径信道频率响应');

% MMSE估计的信道频率响应
figure;
subplot(2,1,1);
plot((0:N-1)/N*fs/1000,20*log10(abs(H_MMSE)));
xlabel('频率/kHz');
ylabel('幅度/dB');
title('MMSE估计的多径信道频率响应');
subplot(2,1,2);
plot((0:N-1)/N*fs/1000,angle(H_MMSE)/pi*180);
xlabel('频率/kHz');
ylabel('相位/度');
title('MMSE估计的多径信道频率响应');