基于DNN深度学习网络的OFDM+QPSK信号检测算法matlab仿真

简介: 基于DNN深度学习网络的OFDM+QPSK信号检测算法matlab仿真

1.算法运行效果图预览

3d3d49be7231fa1b13dfc3e5617d1fa6_82780907_202309172132310458746453_Expires=1694958151&Signature=u4DcCarR2LPURCGbsQBNaZL8wlA%3D&domain=8.png
450eaef3232221e79ce7cb519193175c_82780907_202309172132310410849141_Expires=1694958151&Signature=oPeOHQbZL0LBw0SrVbyb6nVvbRA%3D&domain=8.jpeg

2.算法运行软件版本
matlab2022a

3.算法理论概述
正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制技术,已经广泛应用于数字通信领域。OFDM信号检测是接收端的关键问题之一,目的是将接收到的OFDM信号恢复为原始数据。由于OFDM信号具有高带宽效率、抗多径衰落等特点,可以在高速移动环境下实现高速数据传输。但是,OFDM信号的检测存在一些困难,例如频率偏移、信道估计误差、多路径干扰等。为了解决这些问题,近年来,深度学习技术被广泛应用于OFDM信号检测中。

c12be75893fa481cae50fbcd95bf6746_82780907_202309172132410019781605_Expires=1694958161&Signature=w1M3y%2Fe%2F7D7XDgnooFH3nq3JEEs%3D&domain=8.png

3.基于DNN的OFDM信号检测模型

基于DNN的OFDM信号检测模型可以表示为:

$$\hat{s}{n,k}=\arg\max{s_{n,k}}P(s_{n,k}|r_{n,k},\theta)$$

    其中,$\hat{s}{n,k}$是预测的数据符号,$r{n,k}$是接收到的OFDM信号,$\theta$是模型参数。该模型可以通过DNN深度学习网络来学习OFDM信号的映射关系,从而实现OFDM信号的检测。

   在实际应用中,需要实现实时OFDM信号检测。这可以通过将训练好的模型部署到实际系统中来实现。在实时检测过程中,需要对接收到的OFDM信号进行预处理,并将其输入到训练好的模型中进行检测。实时检测的实现需要考虑到时间延迟、资源限制等因素。

  基于DNN深度学习网络的OFDM信号检测已广泛应用于数字通信领域。它可以用于解决OFDM信号检测中的一些难题,例如频率偏移、信道估计误差、多路径干扰等。此外,它还可以用于无线电频谱感知、无线电干扰检测等领域。

4.部分核心程序

```Transmitted_signal = OFDM_Transmitter(data_in_IFFT, NFFT, NCP);

    %信道
    Ray_h_ofdm             = (1 / sqrt(2)) * randn(len_symbol, 1) + (1 / sqrt(2)) * 1j * randn(len_symbol, 1); % Rayleigh channel coff
    Rayleigh_h_channel     = repmat(Ray_h_ofdm, Frame_size, 1);
    Rayleigh_Fading_Signal = awgn(Rayleigh_h_channel .* Transmitted_signal,SNR,'measured');
    signal_ideal           = Rayleigh_Fading_Signal ./ Rayleigh_h_channel;

    Multitap_h = [(randn + 1j * randn);...
                  (randn + 1j * randn) / 24] ;

    %卷积通过信道
    Multipath_Signal        = conv(Transmitted_signal, Multitap_h);

    Multipath_Signal        = awgn(Multipath_Signal(1 : length(Transmitted_signal)),SNR,'measured');
    % OFDM 接收
    [Rsignals0, Rsignalsh0] = OFDM_Receiver(Multipath_Signal, NFFT, NCP, len_symbol, signal_ideal);

    % 进行深度学习部分,使用已训练好的神经网络进行解调
    [DNN_feature_signal, ~, ~] = Extract_Feature_OFDM(Rsignals0, dataSym(1:2), M, QPSK_signal(1:8));
    Received_data_DNN          = predict(DNN_Trained, DNN_feature_signal);
    Received_data_DNN          = transpose(Received_data_DNN);
    DNN_Received_data          = Received_data_DNN(1:2:end, :) + 1j * Received_data_DNN(2:2:end, :);

    DNN_dataSym_Rx             = QPSK_Demodulator(DNN_Received_data);

    DNN_dataSym_Received       = de2bi(DNN_dataSym_Rx, 2);
    DNN_Data_Received          = reshape(DNN_dataSym_Received, [], 1);

    DNN_sym_err(ij, 1)         = sum(sum(round(dataSym(1:8)) ~= round(DNN_dataSym_Rx)));
    DNN_bit_err(ij, 1)         = sum(sum(round(reshape(de2bi(dataSym(1:8), 2),[],1)) ~= round(DNN_Data_Received)));  
end
Bers(idx, 1) = sum(DNN_bit_err, 1) / N_bits_DNN; % 计算平均比特误码率
Sers(idx, 1) = sum(DNN_sym_err, 1) / N_QPSK_DNN; % 计算平均符号误码率

```

相关文章
|
14天前
|
机器学习/深度学习 算法
基于改进遗传优化的BP神经网络金融序列预测算法matlab仿真
本项目基于改进遗传优化的BP神经网络进行金融序列预测,使用MATLAB2022A实现。通过对比BP神经网络、遗传优化BP神经网络及改进遗传优化BP神经网络,展示了三者的误差和预测曲线差异。核心程序结合遗传算法(GA)与BP神经网络,利用GA优化BP网络的初始权重和阈值,提高预测精度。GA通过选择、交叉、变异操作迭代优化,防止局部收敛,增强模型对金融市场复杂性和不确定性的适应能力。
149 80
|
2天前
|
机器学习/深度学习 数据采集 算法
基于GA遗传优化的CNN-GRU-SAM网络时间序列回归预测算法matlab仿真
本项目基于MATLAB2022a实现时间序列预测,采用CNN-GRU-SAM网络结构。卷积层提取局部特征,GRU层处理长期依赖,自注意力机制捕捉全局特征。完整代码含中文注释和操作视频,运行效果无水印展示。算法通过数据归一化、种群初始化、适应度计算、个体更新等步骤优化网络参数,最终输出预测结果。适用于金融市场、气象预报等领域。
基于GA遗传优化的CNN-GRU-SAM网络时间序列回归预测算法matlab仿真
|
8天前
|
机器学习/深度学习 算法
基于遗传优化的双BP神经网络金融序列预测算法matlab仿真
本项目基于遗传优化的双BP神经网络实现金融序列预测,使用MATLAB2022A进行仿真。算法通过两个初始学习率不同的BP神经网络(e1, e2)协同工作,结合遗传算法优化,提高预测精度。实验展示了三个算法的误差对比结果,验证了该方法的有效性。
|
10天前
|
机器学习/深度学习 数据采集 算法
基于PSO粒子群优化的CNN-GRU-SAM网络时间序列回归预测算法matlab仿真
本项目展示了基于PSO优化的CNN-GRU-SAM网络在时间序列预测中的应用。算法通过卷积层、GRU层、自注意力机制层提取特征,结合粒子群优化提升预测准确性。完整程序运行效果无水印,提供Matlab2022a版本代码,含详细中文注释和操作视频。适用于金融市场、气象预报等领域,有效处理非线性数据,提高预测稳定性和效率。
|
2月前
|
机器学习/深度学习 算法 Serverless
基于WOA-SVM的乳腺癌数据分类识别算法matlab仿真,对比BP神经网络和SVM
本项目利用鲸鱼优化算法(WOA)优化支持向量机(SVM)参数,针对乳腺癌早期诊断问题,通过MATLAB 2022a实现。核心代码包括参数初始化、目标函数计算、位置更新等步骤,并附有详细中文注释及操作视频。实验结果显示,WOA-SVM在提高分类精度和泛化能力方面表现出色,为乳腺癌的早期诊断提供了有效的技术支持。
|
27天前
|
机器学习/深度学习 算法 信息无障碍
基于GoogleNet深度学习网络的手语识别算法matlab仿真
本项目展示了基于GoogleNet的深度学习手语识别算法,使用Matlab2022a实现。通过卷积神经网络(CNN)识别手语手势,如"How are you"、"I am fine"、"I love you"等。核心在于Inception模块,通过多尺度处理和1x1卷积减少计算量,提高效率。项目附带完整代码及操作视频。
|
5天前
|
传感器 算法
基于GA遗传优化的WSN网络最优节点部署算法matlab仿真
本项目基于遗传算法(GA)优化无线传感器网络(WSN)的节点部署,旨在通过最少的节点数量实现最大覆盖。使用MATLAB2022A进行仿真,展示了不同初始节点数量(15、25、40)下的优化结果。核心程序实现了最佳解获取、节点部署绘制及适应度变化曲线展示。遗传算法通过初始化、选择、交叉和变异步骤,逐步优化节点位置配置,最终达到最优覆盖率。
|
2月前
|
算法 数据安全/隐私保护 索引
OFDM系统PAPR算法的MATLAB仿真,对比SLM,PTS以及CAF,对比不同傅里叶变换长度
本项目展示了在MATLAB 2022a环境下,通过选择映射(SLM)与相位截断星座图(PTS)技术有效降低OFDM系统中PAPR的算法实现。包括无水印的算法运行效果预览、核心程序及详尽的中文注释,附带操作步骤视频,适合研究与教学使用。
|
1月前
|
算法 数据安全/隐私保护 索引
索引OFDM调制解调系统的matlab性能仿真
本文对m索引OFDM调制解调系统性能进行了仿真分析,增加了仿真图并配有语音讲解视频,使用Matlab2022a完成仿真,代码无水印。研究了OFDM-IM技术,通过激活不同子载波组合传输额外信息,提高频谱效率和降低PAPR。提出了OFDM联合子块索引调制技术(OFDM-JS-IM)和OFDM全索引方法(OFDM-AIM),并通过遗传算法优化子块查找表,有效提升系统性能。提供了核心MATLAB程序示例。
64 3
|
14天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
基于GRNN广义回归网络和MFCC的语音情绪识别matlab仿真,对比SVM和KNN
该语音情绪识别算法基于MATLAB 2022a开发,可识别如悲伤等情绪,置信度高达0.9559。核心程序含中文注释及操作视频。算法采用MFCC特征提取与GRNN广义回归网络,通过预加重、分帧、加窗、FFT、梅尔滤波器组、对数运算和DCT等步骤处理语音信号,实现高效的情绪分类。