基于Matlab的MIMO通信系统仿真（上）

引言：

近日，博主与队友共同完成了小学期作业——“基于Matlab的MIMO通信系统仿真”，收获良多，特将其记录下来，与诸位分享。此主题分为上下两部分，第一部分主要涉及系统架构，第二部分侧重程序优化。若能帮助读者一二，实属万幸。

PS：信源、信道编码译码、调制解调由队友独立完成，特此声明。

系统结构：

1、产生信源

function bit_in=bit_source(len)
% source generation
% this program generate the information source
% input:len ->the length of binary source which will be generate
% output:bit_in ->the binary source(01010....)
%% begin
bit_in=randi([0 1],1,len);
end

2、信道编码

• 卷积码
  

  function code= codec2( m )
  % input：m -> bit source
  % output:code 
  g0=[1 0 1 1 0 1 1 1 1];
  %g0=[1 1 1 1 0 1 1 0 1];
  g1=[1 1 0 1 1 0 0 1 1];
  %g1=[1 1 0 0 1 1 0 1 1]
  g2=[1 1 1 0 0 1 0 0 1];
  %g2=[1 0 0 1 0 0 1 1 1];
  m0=conv(m,g0);
  m1=conv(m,g1);
  m2=conv(m,g2);
  l=length(m0);
  for i=1:l;
      code([3*i-2])=rem(m0([i]),2);
      code([3*i-1])=rem(m1([i]),2);
      code([3*i])=rem(m2([i]),2);  
  end      
  end

  
  
  
• 咬尾卷积码
  

  function code= TailBiting_codec(m)
  num=length(m);
  constLen=7;
  fprintf('信号长度%d\n',length(m));  
  %1/2咬尾卷积码:先输入尾部的码6比特，再输入正常码 
  c = [m(end-(constLen-2):end),m];  
  fprintf('补充尾部后信号长度%d\n',length(c));   
  %打孔器设计  
  %信号的长度必须是打孔向量长度的整数倍  
  %打孔长度本来为num/2*4 比特，但是由于信号多输入了6比特，会多产生12比特，所以打孔向量的长度为num/2*4 +12 
  %这12比特需要被被完全打掉  
  g = [1 0 1 1 0 1 1 ;1 1 1 1 0 0 1;1 1 1 0 1 0 1];  
  g =reshape(g,1,21);  
  for i = 1:(num/2)-1
      g = [g,1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1];  
  end  
  %前面补0是为了打孔时，将前面的尾部生成的比特打掉（尾部本来是应该放在初始状态中的）  
  g = [zeros(1,12),g];  
  fprintf('打孔器的长度为 %d\n',length(g))  
  % 卷积编码  
  trellis = poly2trellis([7],[133 171 165]);
  code= convenc(c, trellis);  
  fprintf('卷积编码输出长度为 %d\n',length(code))  
  end

3、调制（QPSK）

function QPSK = QPSK_F( m )
%UNTITLED 此处显示有关此函数的摘要
%   此处显示详细说明
num=length(m);
QPSK_in=-2*m+1;% 转换成双极性非归零码
QPSK_in_I=QPSK_in(1:2: (num-1)); 
QPSK_in_Q=QPSK_in(2:2:num); 
QPSK_IQ=[QPSK_in_I;QPSK_in_Q];
p=[1,1i];
QPSK=p*QPSK_IQ;
end

4、stbc编码

function send = stbc( qpsk )
% stbc encoding for sending signal
% this program will encode the signal comes from modulation into matrix
% which is suitable for sending in