m基于OFDM+QPSK和LDPC编译码以及LS信道估计的无线图像传输matlab仿真,输出误码率,并用图片进行测试

简介: m基于OFDM+QPSK和LDPC编译码以及LS信道估计的无线图像传输matlab仿真,输出误码率,并用图片进行测试

1.算法仿真效果
matlab2022a仿真结果如下:

eabf849c3994700a66c85fcc934d3bc5_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg
e001273106ba9f2024bc675c86d61a39_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg

2.算法涉及理论知识概要
无线图像传输: 图像数据首先被分割成多个数据包,然后每个数据包经过LDPC编码,接着按OFDM符号映射规则将编码后的比特流映射到各个子载波上进行QPSK调制。在接收端,先利用LS信道估计恢复出原始信号,再经解码得到图像数据,最后还原出原始图像。结合OFDM、QPSK调制、LDPC编译码和LS信道估计,可以构建一个鲁棒的无线图像传输系统。该系统能够在多径和衰落信道中实现可靠的图像传输,通过纠错编码提高传输的可靠性,并通过信道估计来补偿信道对信号的影响

    OFDM(正交频分复用)与QPSK调制

     OFDM是一种多载波调制技术,其基本思想是将高速数据流分散到多个并行的窄带子载波上进行传输,每个子载波上的数据速率较低,从而降低符号间干扰。对于每个子载波,采用的是QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)调制方式,它通过两个正交的基带信号来携带信息,每个信号有2个可能的状态,因此一个QPSK符号可以表示4种状态,对应二进制的00, 01, 10, 11。

    LDPC(低密度奇偶校验码)编解码

    LDPC码是一种具有稀疏校验矩阵的线性分组码,其性能接近香农极限。编码过程主要是根据预定义的校验矩阵H,将信息比特通过线性运算转化为包含校验比特的编码比特序列。解码通常采用 belief propagation(BP)算法或者最小和(min-sum)算法,在接收端对收到的带有噪声的数据进行迭代软判决译码。

   LS(最小二乘)信道估计

   在无线通信系统中,由于多径效应等因素,信号在传输过程中会受到信道的影响。LS信道估计算法主要用于估计发送端到接收端的信道频率响应。假设已知导频信号x[n],接收到的信号为y[n],则信道冲激响应h[n]可以通过以下公式估计:

    h_LS = (X^T X)^{-1} X^T y

    其中,X是导频信号构成的矩阵,y是接收到的对应导频位置的信号向量,h_LS是对信道冲激响应的LS估计。

3.MATLAB核心程序
```for i=1:length(SNR_dB)
i
Error = 0;
err_all = 0;
Rimages = [];
sigma = sqrt(1./(210^(SNR_dB(i)/10)R));
for iii=1:length(datbin)/Iimage_len
[i,iii]
%%
%以单天线方式产生测试信号
%msg = rand(LenNc/4,1)>=0.5;
msg = [datbin(Iimage_len
(iii-1)+1:Iimage_leniii)]';
%turbo编码
%LDPC编码
seridata1 = [mod(msg'
G,2)];
seridata = [seridata1,zeros(1,LenNc-length(seridata1))]';
%QPSK映射
[Qpsk0,Dqpsk_pilot,symbol_bit] = func_piQPSK_mod(seridata);
%变换为矩阵
Qpsk_matrix = reshape(Qpsk0,fftlen,Nc);
[Pilot_in,pilot_num,Pilot_seq,pilot_space] = func_insert_pilot(Dqpsk_pilot,Qpsk_matrix,pilot_type,T,TG);
Pilot_in = fft(Pilot_in);
%sub carrier mapping
Pilot_in = func_subcarrierMap(Pilot_in);
%IFFT transform,产生OFDM信号
ifft_out = ifft(Pilot_in);
%插入包含间隔
Guard_int = ceil(BWs/fftlen);
Guard_int_ofdm = func_guard_interval_insert(ifft_out,fftlen,Guard_int);
%将矩阵数据转换为串行进行输出
Guard_int_ofdm_out = reshape(Guard_int_ofdm,1,(fftlen+Guard_int)
(Nc+pilot_num));

   %%
    %Step1:大规模MIMO信道
    [Hm,Hmmatrix]            = func_mychannels(Radius,Scale1,Scale2,Nh,Nv);       
    %Step2:多径参数和大规模MIMO参数输入到信道模型中
    %信道采样点数,每个调制符号采一个点
    [passchan_ofdm_symbol]   = func_conv_channels(Hmmatrix,Guard_int_ofdm_out,Nmultipath,Pow_avg,delay_multi,Fre_offset,timeval,iii);
    %Step3:噪声信道 
    Rec_ofdm_symbol          = awgn(passchan_ofdm_symbol,SNR_dB(i),'measured');

   %%
    %开始接收
    Guard_int_remove = func_guard_interval_remove(Rec_ofdm_symbol,(fftlen+Guard_int),Guard_int,(Nc+pilot_num));
    %FFT
    fft_out          = fft(Guard_int_remove);
    %sub carrier demapping
    fft_out          = func_desubcarrierMap(fft_out);
    fft_out          = ifft(fft_out);
    %信道估计
    %ls
    [Sig_Lrmmse,Hs]  = func_ls_estimation(fft_out,pilot_space,Pilot_seq,pilot_num);
    %解调
    Dqpsk            = func_pideMapping(Sig_Lrmmse,fftlen*Nc);
    %LDPC解码
    z_hat            = func_Dec(2*Dqpsk(1:end-(Len*Nc-length(seridata1)))-1,sigma,H,max_iter);
    Dqpsk_decode     = round(z_hat(size(G,2)+1-size(G,1):size(G,2)));
    Rimages = [Rimages,[Dqpsk_decode(1:Len*Nc/4)]'];
end
Rimages_snr{i} = Rimages;

end
```

相关文章
|
3月前
|
算法 数据安全/隐私保护
基于AutoEncode自编码器的端到端无线通信系统matlab误码率仿真
本项目基于MATLAB 2022a实现自编码器在无线通信系统中的应用,仿真结果无水印。自编码器由编码器和解码器组成,通过最小化重构误差(如MSE)进行训练,采用Adam等优化算法。核心程序包括训练、编码、解码及误码率计算,并通过端到端训练提升系统性能,适应复杂无线环境。
154 65
|
3月前
|
监控 算法 数据安全/隐私保护
基于扩频解扩+turbo译码的16QAM图传通信系统matlab误码率仿真,扩频参数可设置
本项目基于MATLAB 2022a实现图像传输通信系统的仿真,涵盖16QAM调制解调、扩频技术和Turbo译码。系统适用于无人机图像传输等高要求场景,通过扩频解扩和Turbo译码提升抗干扰能力。核心程序包括图像源处理、16QAM调制、扩频编码、信道传输、解扩及Turbo译码,最终还原并显示RGB图像。仿真结果无水印,操作步骤配有视频指导。
74 5
|
3月前
|
监控 算法 数据安全/隐私保护
基于扩频解扩+turbo译码的QPSK图传通信系统matlab误码率仿真,扩频参数可设置
本项目基于MATLAB 2022a实现图像传输通信系统的仿真,涵盖QPSK调制解调、扩频技术和Turbo译码。系统适用于无人机图像传输等高要求场景,确保图像质量和传输稳定性。通过仿真,验证了系统在不同信噪比下的性能,展示了图像的接收与恢复效果。核心代码实现了二进制数据到RGB图像的转换与显示,并保存不同条件下的结果。
55 6
|
4月前
|
监控 算法 数据安全/隐私保护
基于扩频解扩+LDPC编译码的16QAM图传通信系统matlab误码率仿真,扩频参数可设置
该通信系统主要用于高质量图像传输,适用于无人机、视频监控等场景。系统采用16QAM调制解调、扩频技术和LDPC译码,确保复杂电磁环境下的稳定性和清晰度。MATLAB 2022a仿真结果显示图像传输效果良好,附带的操作视频详细介绍了仿真步骤。核心代码实现了图像的二进制转换、矩阵重组及RGB合并,确保图像正确显示并保存为.mat文件。
90 20
|
9月前
|
安全
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
本文介绍了2023年高教社杯数学建模竞赛D题的圈养湖羊空间利用率问题,包括问题分析、数学模型建立和MATLAB代码实现,旨在优化养殖场的生产计划和空间利用效率。
360 6
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
|
9月前
|
存储 算法 搜索推荐
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
本文提供了2022年华为杯数学建模竞赛B题的详细方案和MATLAB代码实现,包括方形件组批优化问题和排样优化问题,以及相关数学模型的建立和求解方法。
220 3
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
|
9月前
|
数据采集 存储 移动开发
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
本文介绍了2023年五一杯数学建模竞赛B题的解题方法,详细阐述了如何通过数学建模和MATLAB编程来分析快递需求、预测运输数量、优化运输成本,并估计固定和非固定需求,提供了完整的建模方案和代码实现。
308 0
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
|
数据安全/隐私保护
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
|
算法 调度
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)