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1、学号10700105天津城建大学毕业设计（论文）开题报告（基于matlab的MIMO信道模型仿真）学生姓名胡剑专业名称电子信息工程指导教师王燕计算机与信息工程学院2014年3月21日毕业论文开题报告题目名称：基于matlab的MIMO信道模型仿真1.课题研究立项依据（1）课题来源：近年来,随着无线通信的迅猛发展,多输入多输出（Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)技术已逐渐成为核心技术之一。它在不增加带宽和额外发射功率的前提下,就能够实现高速率传输,使得在有限的频带上能
2、实现更高速率信息的传输,这对于解决当今越来越紧缺的频谱资源提供了有力的技术条件,因此该技术在移动通信系统中有着很广阔的应用前景。然而,在实际通信环境中MIMO的通信性能常常受到无线信道衰落特性的影响,因此MIMO的大规模应用还面临着大量有待解决的问题。故需要对无线MIMO衰落信道的空间特性进行研究,建立合适的无线衰落信道模型,推动MIMO技术的发展。（2）科学意义和目的：MIMO系统利用无线信道的多径传播，开发空间资源，建立空间并行矩阵传输通道，利用空时联合处理提高无线通信系统的容量与可靠性。然而，决
3、定空时处理性能的关键因素在于无线传播信道的空时特性。研究表明，只有在无线信道散射传播的多径分量足够丰富的条件下，各对发-收天线单元间的多径衰落才趋于独立，信道矩阵才趋于满秩；如果散射不够丰富或天线单元间距较小等，多径衰落将不完全独立，信道矩阵也非满秩，MIMO信道的空间优势得不到充分发挥，MIMO系统传输方案的性能将下降，即信道传播条件决定了MIMO系统的信道容量。进行MIMO信道模型仿真，有利于模拟各种实际信道条件、评估各种空时处理算法的相对性能、优化设计高性能的通信系统。对于提高频谱效率实现高速率
4、无线通信也具有重要意义。近年来,随着无线通信的迅猛发展,多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)技术已逐渐成为核心技术之一。它在不增加带宽和额外发射功率的前提下,就能够实现高速率传输,使得在有限的频带上能实现更高速率信息的传输,这对于解决当今越来越紧缺的频谱资源提供了有力的技术条件,因此该技术在移动通信系统中有着很广阔的应用前景。然而,在实际通信环境中MIMO的通信性能常常受到无线信道衰落特性的影响,因此MIMO的大规模应用还面临着大量有待解决的问题。故需要
5、对无线MIMO衰落信道的空间特性进行研究,建立合适的无线衰落信道模型,推动MIMO技术的发展。（3）国内外研究现状：实际上MIMO技术并不是近些年才有的，最早在1908年马可尼就提出MIMO技术。但MIMO技术真正对无线移动通信形成一定的影响是上世纪90年代。在AT&TBell实验室学者的带动下，MIMO技术才进入一个崭新的阶段迅速发展起来。鉴于MIMO技术的巨大优势和应用前景，现在越来越多的国内外研究机构都把目光放到MIMO信道建模上及相关技术上，以便走在MIMO技术的前端。2.课题研究的基本内容及
6、预期目标或成果（1）方案基本内容一、无线信道的数学模型计算二、瑞丽衰落信道模型计算、仿真三、莱斯衰落信道模型计算、仿真（2）可行性验证。了解瑞丽衰落信道和莱斯衰落信道的相关性质。把仿真后得到的结果与两种信道的相关性质相比较。反过来验证设计的信道是否正确。（3）matlab仿真。利用matlab软件编写界面，设计瑞丽衰落信道、莱斯衰落信道并仿真。观察总结相关性质。掌握在matlab的开发环境中，控制多个文件和图形窗口，函数嵌套，有条件中断等；对于matlab对许多专门的领域开发的功能强大的模块集和工具箱
7、。并且通过大量练习实现灵活应用。（4）总结。完成了设计、论证、仿真工作后，对本次课题设计进行一个全面深入的总结，论述该系统的应用价值，及在设计过程中存在的缺陷。同时论述本次设计中应用到的思想方法有何借鉴意义。3.课题的研究方案（1）研究思想通过建立MIMO衰落信道模型并仿真，得到MIMO衰落信道特性，与参照标准做对比。(2)研究方案1.无线信道的数学模型为了便于具体分析MIMO空时信道，有必要从数学模型的角度对多径进行分析。一个带通信号如下：（1）式中——等效低通信号；——载频。假设信道包含L条路径，
8、则接收到的带通信号和等效低通信号可以表示成（2）(3)式中——第条路径的衰减系数；——第路径的相移；——第路径的时延。（4）式中——第路径的多普勒频移。第一项是由多普勒频移产生的相移，第二项是由时延产生的相移。我们将引入瑞利衰落模型和莱斯衰落模型来描述窄带多径环境（非频率选择性）中的信号变化。对于非频率选择性信道，时延扩展相对于码元周期很小，因此有如下假设：（5）如果信道中有L条多径存在，则接收信号可以表示为：（6）定义复乘系数为：（7）则有（8）(9)
