基于某matlab地mimo通信系统

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1、北京邮电大学实验报告基于Matlab的MIMO通信系统仿真34目录一、概述31.1课程设计目标：31.2数字通信系统概述4二、基本原理4三、仿真设计83.1流程图93.2主要模块103.3主要参数13四、程序块设计134.1结构性和关键语句134.2状态检验17344.3性能测试19五、误码性能19六、仿真结果与分析23七、重点研究的问题25八、结论27九、参考文献28一、概述1.1课程设计目标：（1）了解移动通信关键技术（2）了解数字通信系统仿真流程（3）学会用Matlab实现基本的信道编译码、

2、调制解调等通信模块（4）学习并实现MIMO空时处理技术（5）学习和掌握性能分析的思路和方法。341.2数字通信系统概述信道中传输的是数字信号的通信方式称为数字通信，它包括将基带数字信号直接送往信道传输的数字基带传输和经载波调制后在送往信道传输的数字载波传输。对应的通信系统称为数字通信系统。具体的通信流程如上图所示。对于本次实验中需要完成的MIMO通信系统，流程相应为：产生信源，而后利用卷积码进行信道编码，调制方式使用QPSK调制，再将其通过双天线传输后通过白高斯噪声信道，传播后利用ML进行判决，译

3、码方式采用维特比译码，最终得到传输后的数据。二、基本原理2.1MIMO概述及原理MIMO表示多输入多输出。在第四代移动通信技术标准中被广泛采用，例如IEEE802.16e(Wimax)，长期演进(LTE)。在新一代无线局域网(WLAN)标准中，通常用于IEEE802.11n，但也可以用于其他802.11技术。MIMO有时被称作空间分集，因为它使用多空间通道传送和接收数据。只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持MIMO时才能部署MIMO。MIMO34技术的应用，使空间成为一种可以用于提高性能的资源

4、，并能够增加无线系统的覆盖范围。MIMO允许多个天线同时发送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。多天线系统的应用，使得多达min(Nt,Nr)的并行数据流可以同时传送。同时，在发送端或接收端采用多天线，可以显著克服信道的衰落，降低误码率。利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。前者是利用MIMO信道提供的空间复用增益，后者是利用MIMO信道提供的空间分集增益。实现空间复用增益的算法主要有贝尔实验室的BLAST算法、ZF算法、MMSE算法、M

5、L算法。目前MIMO技术领域另一个研究热点就是空时编码。常见的空时码有空时块码、空时格码。空时码的主要思想是利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。2.2MIMO信道模型nT发送天线，nR接收天线信道矩阵：34接收信号：即接收信号为信道衰落系数发射信号+接收端噪声MIMO模型中有一个空时编码器，同时含有有多根天线，其系统模型和上述MIMO系统理论一致。一般来说，移动终端所支持的天线数目总是比基站端要少所以发送天线的数目要大于接收天线。2.3分集与复用根据各根天线上发

6、送信息的差别，MIMO可以分为发射分集技术和空间复用技术。发射分集：在不同的天线上发射包含同样信息的信号(信号的具体形式不一定完全相同)，达到空间分集的效果，起到抗衰落的作用典型代表：空时块码（STBC）空间复用：在不同的天线上发射不同的信息，获得空间复用增益，从而大大提高系统的容量和频谱利用率典型代表：分层空时码。342.3.1空时块码（STBC）Alamouti提出了采用两个发射天线和一个接收天线的系统可以得到采用一个发射天线两个接收天线系统同样的分集增益。将每k个输入字符映射为一个矩阵，矩阵

7、的每行对应在p个不同的时间间隔里不同天线上所发送的符号。2*2举例：单天线接收，用表示第1,2个发射符号间隔接收天线的接收信号：采用最优极大似然译码可得：34为了要满足各根天线上发送数据的正交，它的编码矩阵需要满足如下条件多天线接收，发送端的编码与传输方案和单接收天线系统一样。只是在接收端的处理变得复杂，需要对不同接收天线上接收到的信号进行合并处理。多接收天线下的判决度量可以通过把各副接收天线上的接受信号得到的判决度量线性合并得到。判决式如下：2.3.2分层空时码（BLAST）空时编码利用多天线组

8、成的天线阵同时发送和接收。在发送端，将数据流分离成多个支流，对每个支流进行空时处理和信号设计(空时编码)，然后通过不同天线同时发送；在接收端，利用天线阵接收，并经过空时处理和空时码解码，还原成发送数据流。34串并变换信道编码器1信道编码器2空时编码调制器1调制器2天线1天线n图1分层空时码的发射端系统模型在接收端，用多个天线分集接收，信道参数通过信道估计获得，由线性判决反馈均衡器实现分层判决反馈干扰抵消，然后进行分层空时译码，单个信道译码器完成信道译码，分层空时码接收端系统框图如下