【通信】基于matlab Alamouti空频编码【含Matlab源码 801期】

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二、Alamouti空频编码简介

三、部分源代码

clc
clear all
L=10000;   % 符号周期数
N=256;     % OFDM字载波个数
G=32;      % CP长度
M=2;       % 便于调制
Nt=3 ;      % 多径信道数 3
Nr=26;     % 多径信道数 26
snr=0:2:30;% 信噪比
%% 原始数据流
x_gene_bit= floor(rand(1,L*N*M)*2);
x_QPSK_in=reshape(x_gene_bit,M,L*N);for n_snr=1:length(snr)n_snrcnt=0;%% QPSK星座映射for ii=1:L*Nif x_QPSK_in(:,ii)==[0 0]'x_QPSK(ii)=(1+1i)/sqrt(2);elseif x_QPSK_in(:,ii)==[0 1]'x_QPSK(ii)=(-1+1i)/sqrt(2);elseif x_QPSK_in(:,ii)==[1 0]'x_QPSK(ii)=(1-1i)/sqrt(2);elseif x_QPSK_in(:,ii)==[1 1]'x_QPSK(ii)=(-1-1i)/sqrt(2);end     end%% 串并变换x_OFDM_in=reshape(x_QPSK,N,L);for ii=1:L%% 基于Alamouti的编码x_transmitter1(1:2:N)=x_OFDM_in(1:2:N,ii);               %第一个发射天线x_transmitter1(2:2:N)=-conj(x_OFDM_in(2:2:N,ii));x_transmitter2(1:2:N)=x_OFDM_in(2:2:N,ii);               %第二个发射天线x_transmitter2(2:2:N)=conj(x_OFDM_in(1:2:N,ii));%%  分别在第一个天线和第二个天线上进行OFDM  x_transmitter1  x_transmitter1;%% IFFTX_IFFT_1=sqrt(N)*ifft(x_transmitter1);                    % 功率归一化 *sqrt(N)X_IFFT_2=sqrt(N)*ifft(x_transmitter2);                    % 功率归一化 *sqrt(N)%% 加循环前缀X_add_cp_1=[X_IFFT_1([end-31:end]) X_IFFT_1];        X_add_cp_2=[X_IFFT_2([end-31:end]) X_IFFT_2];   %% 产生瑞利衰落的信道系数h_1=(1/(sqrt(2*Nt)))*(randn(1,Nt) + j*randn(1,Nt));      %产生Nt个信道系数h_2=(1/(sqrt(2*Nt)))*(randn(1,Nt) + j*randn(1,Nt));      %产生Nt个信道系数H_1=fft(h_1,N)/sqrt(N);                                  %对信道系数做FFTH_2=fft(h_2,N)/sqrt(N);%% 输出的信号Yy=conv(X_add_cp_1,h_1)+conv(X_add_cp_2,h_2)+normrnd(0,sqrt(10^((-snr(n_snr))/10)/2),1,N+Nt+G-1)+1i*normrnd(0,sqrt(10^((-snr(n_snr))/10)/2),1,N+Nt+G-1);%% 去循环前缀Y_de_cp=Yy(33:288);                y_FFT=(1/sqrt(N))*fft(Y_de_cp);        %% 类似于Alamouti 解码的线性解码算法解调符号     y_FFT_odd= y_FFT(1:2:N);y_FFT_even= y_FFT(2:2:N);H_1_odd=H_1(1:2:N);   %第一个发射天线信道的坐标为奇数H_1_even=H_1(2:2:N);  %第一个发射天线信道的坐标为偶数H_2_odd=H_2(1:2:N);   %第二个发射天线信道的坐标为奇数H_2_even=H_2(2:2:N);  %第二个发射天线信道的坐标为偶数h_1 = abs(H_1_odd).^2 + abs(H_2_even).^2;            H2 = abs(H_1_even).^2 + abs( H_2_odd).^2; x_est1 = (conj(H_1_odd).*y_FFT_odd +  H_2_even.*conj(y_FFT_even))./h_1;  x_est2 = (conj(H_2_odd).*y_FFT_odd - H_1_even.*conj(y_FFT_even))./H2;  xx(1:2:N) = x_est1;                                                    % 接收到的符号 xx(2:2:N) = x_est2;%% 解调x_de_QPSK_in=reshape(xx,1,N);for k=1:Nif real(x_de_QPSK_in(k))>0&&imag(x_de_QPSK_in(k))>0x_de_QPSK(:,k)=[0 0].';elseif real(x_de_QPSK_in(k))>0&&imag(x_de_QPSK_in(k))<0x_de_QPSK(:,k)=[1 0].';elseif real(x_de_QPSK_in(k))<0&&imag(x_de_QPSK_in(k))>0x_de_QPSK(:,k)=[0 1].';elseif real(x_de_QPSK_in(k))<0&&imag(x_de_QPSK_in(k))<0x_de_QPSK(:,k)=[1 1].';endend%% 计算比特错误数error=length(find(x_QPSK_in(:,((ii-1)*N+1):ii*N)~=x_de_QPSK));cnt=cnt+error;endber1(n_snr)=cnt/L/M/N;end
%%  多径数为26
for n_snrr=1:length(snr)n_snrrcnt=0;%% QPSK星座映射for ii=1:L*Nif x_QPSK_in(:,ii)==[0 0]'x_QPSK(ii)=(1+1i)/sqrt(2);elseif x_QPSK_in(:,ii)==[0 1]'x_QPSK(ii)=(-1+1i)/sqrt(2);elseif x_QPSK_in(:,ii)==[1 0]'x_QPSK(ii)=(1-1i)/sqrt(2);elseif x_QPSK_in(:,ii)==[1 1]'x_QPSK(ii)=(-1-1i)/sqrt(2);end     end%% 串并变换x_OFDM_in=reshape(x_QPSK,N,L);for ii=1:L%% 基于Alamouti的编码xx_transmitter1(1:2:N)=x_OFDM_in(1:2:N,ii);               %第一个发射天线xx_transmitter1(2:2:N)=-conj(x_OFDM_in(2:2:N,ii));xx_transmitter2(1:2:N)=x_OFDM_in(2:2:N,ii);               %第二个发射天线xx_transmitter2(2:2:N)=conj(x_OFDM_in(1:2:N,ii));%%  分别在第一个天线和第二个天线上进行OFDM  x_transmitter1  x_transmitter2;%% IFFTX_IFFT_1=sqrt(N)*ifft(xx_transmitter1);                   % 功率归一化 *sqrt(N)X_IFFT_2=sqrt(N)*ifft(xx_transmitter2);                   % 功率归一化 *sqrt(N)%% 加循环前缀X_add_cp_1=[X_IFFT_1([end-31:end]) X_IFFT_1];        X_add_cp_2=[X_IFFT_2([end-31:end]) X_IFFT_2];   %% 产生瑞利衰落的信道系数h_1=(1/(sqrt(2*Nr)))*(randn(1,Nr) + j*randn(1,Nr));      %产生Nr个信道系数h_2=(1/(sqrt(2*Nr)))*(randn(1,Nr) + j*randn(1,Nr));      %产生Nr个信道系数H_1=fft(h_1,N)/sqrt(N);                                  %对信道系数做FFTH_2=fft(h_2,N)/sqrt(N); %% 输出的信号Y=conv(X_add_cp_1,h_1)+conv(X_add_cp_2,h_2)+normrnd(0,sqrt(10^((-snr(n_snrr))/10)/2),1,N+Nr+G-1)+1i*normrnd(0,sqrt(10^((-snr(n_snrr))/10)/2),1,N+Nr+G-1);%% 去循环前缀Y_de_cp=Y(33:288);                y_FFT=(1/sqrt(N))*fft(Y_de_cp);        %% 类似于Alamouti 解码的线性解码算法解调符号     y_FFT_odd= y_FFT(1:2:N);y_FFT_even= y_FFT(2:2:N);H_1_odd=H_1(1:2:N);   %第一个发射天线信道的坐标为奇数H_1_even=H_1(2:2:N);  %第一个发射天线信道的坐标为偶数H_2_odd=H_2(1:2:N);   %第二个发射天线信道的坐标为奇数H_2_even=H_2(2:2:N);  %第二个发射天线信道的坐标为偶数h_1 = abs(H_1_odd).^2 + abs(H_2_even).^2;            H2 = abs(H_1_even).^2 + abs( H_2_odd).^2; x_est1 = (conj(H_1_odd).*y_FFT_odd +  H_2_even.*conj(y_FFT_even))./h_1;  x_est2 = (conj(H_2_odd).*y_FFT_odd - H_1_even.*conj(y_FFT_even))./H2;   xx(1:2:N) = x_est1;                                                      % 接收到的符号 xx(2:2:N) = x_est2;%% 解调x_de_QPSK_in=reshape(xx,1,N);for k=1:Nif real(x_de_QPSK_in(k))>0&&imag(x_de_QPSK_in(k))>0x_de_QPSK(:,k)=[0 0].';elseif real(x_de_QPSK_in(k))>0&&imag(x_de_QPSK_in(k))<0x_de_QPSK(:,k)=[1 0].';elseif real(x_de_QPSK_in(k))<0&&imag(x_de_QPSK_in(k))>0x_de_QPSK(:,k)=[0 1].';elseif real(x_de_QPSK_in(k))<0&&imag(x_de_QPSK_in(k))<0x_de_QPSK(:,k)=[1 1].';endenderror=length(find(x_QPSK_in(:,((ii-1)*N+1):ii*N)~=x_de_QPSK));cnt=cnt+error;endber2(n_snrr)=cnt/L/M/N;end

四、运行结果

四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 沈再阳.精通MATLAB信号处理[M].清华大学出版社，2015.
[2]高宝建,彭进业,王琳,潘建寿.信号与系统——使用MATLAB分析与实现[M].清华大学出版社，2020.
[3]王文光,魏少明,任欣.信号处理与系统分析的MATLAB实现[M].电子工业出版社，2018.

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